18 Jun. 2021 (Friday 11:02)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2021 № 6

УДК 504.55.054:622(470.6)

ЭФФЕКТИВНОСТЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ДОБАВОК К ВЯЖУЩЕМУ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ ПРИ ПОДЗЕМНЫХ РАБОТАХ

В. И. ГОЛИК1, д-р техн. наук, профессор кафедры “Горное дело”; Ю. И. РАЗОРЕНОВ1, д-р техн. наук, ректор; В. С. ВАГИН1, д-р экон. наук, канд. мат. наук, профессор кафедры “Социальные и гуманитарные науки”; В. И. ЛЯШЕНКО2, канд. техн. наук, начальник научно-исследовательского отдела, vilyashenko2017@gmail.com( 1 Южно-Российский государственный политехнический университет, Россия, г. Новочеркасск; 2 Украинский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт промышленной технологии, Украина, г. Желтые Воды)

Аннотация. Для эффективной работы горнодобывающих предприятий, включая рудники черной металлургии, необходимо обеспечение качественными вяжущими компонентами для приготовления твердеющих смесей для закладки выработанного пространства, образованного при подземной разработке месторождений твердых полезных ископаемых. Приведены результаты исследования составов на зольно-цементном, нефелиновом,белитоалюминатном и известковомвяжущем из отходов предприятий горно-металлургического производства. Дан анализ применения методов вибро-, механо- и электрохимической активации для получения закладочных смесей из местного низкосортного сырья, а также активации вяжущих. Приведена модель для определения эффективностиприменения вяжущих добавок. Показано, что уменьшение расхода цемента путем добавки вяжущих компонентов минерального происхождения требует совершенствования процессов горного производства, в первую очередь, измельчения и активации. Доказано, что добавка к основному вяжущему ? портландцементу ? золы электрофильтров, нефелинов, белитоалюминатов и извести, полученных на основе утилизации лежалых и текущих хвостов производства, позволяет получить твердеющие закладочные смеси с прочностью, достаточной при разработке месторождений подземным способом с закладкой выработанного пространства. Использование результатов исследования открывает перспективы выживания депрессивных горных и смежных им предприятий в условиях формирующегося рынка.

Ключевые слова: горнорудное производство, подземная разработка месторождений, погашение выработанного пространства, твердеющие закладочные смеси, минеральные добавки к вяжущему, вяжущие из отходов, активация вяжущих.

Ссылка для цитирования: Голик В.И., Разоренов Ю.И., Вагин В.С., Ляшенко В.И. Эффективность минеральных добавок к вяжущему для приготовления твердеющих смесей при подземных работах // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 6. С. 643-650.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-643-650

 

EFFICIENCY OF MINERAL ADDITIVES TO BINDING COMPONENT FOR MAKING HARDENING MIXTURES AT UNDERGROUND OPERATIONS  

V. I. GOLIK 1, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Mining”; YU. I. RAZORENOV 1, HD (Tech.), rector; V. S. VAGIN 1, HD (Econ.), PhD (Mathematics) Prof., Dpt. “Social and humanitarian sciences”; V. I. LYASHENKO 2, PhD (Tech.), Head of R&D Dpt., vilyashenko2017@gmail.com ( 1 South-Russian State Polytechnical University, Russia, Novocherkassk; 2 Ukrainian R&D, Design and Survey Institute of industrial technology, Ukraine, Zheltye Vody)

Abstract. For effective operation of mining enterprises, including mines of ferrous metallurgy, supply of quality binding components is necessary to make hardening mixtures forpacking of goave, aroused at underground development of hard mineral deposits. Results of the study of compositions based on ash-cement, nepheline, belit-aluminates and lime binding component made of mining and metallurgical production wastes presented. Application of vibro-, mechanical- and electrochemical activation methods to obtain filling mixtures from local low-quality raw materials, as well as activation of binding components were analyzed. A model to evaluate efficiency of binding additives presented. It was shown that decrease of cement consumption by addition of binding components of mineral origin requires perfection of mining processes, first of all, grinding and activation. It was proved, that additions of electric filters ash, nephelines, belit-aluminates and lime, obtained by utilization of current and old tailings to the basic binding component –portland cement – makes it possible to obtain hardening filling mixtures, having high enough strength to apply them at goave packing. Application of the study results makes it perspective for depressed mining and related enterprises to survive under conditions of the forming market.

Key words:mining production, underground development of deposits, packing of goave, hardening filling mixtures, mineral additives to binding component, binding component from wastes, binding component activation.

For citation: Golik V.I., Razorenov Yu.I., Vagin V.S., Lyashenko V.I. Efficiency of mineral additives to binding component for making hardening mixtures at underground operations. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 643-650. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-643-650


УДК 662.741.3:662.749.2

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА УГЛЕЙ И ШИХТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КОКСА ТРЕБУЕМОГО И ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА

Ю. А. ЗОЛОТУХИН, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, ukovuhin@mail.ru; Н. С. АНДРЕЙЧИКОВ, старший научный сотрудник; А. Я. ЕРЕМИН, канд. техн. наук, заведующий углекоксовым отделом; Т. Ф. КРАСКОВСКАЯ, старший научный сотрудник; В. В. КУПРЫГИН, научный сотрудник (АО “Восточный научно-исследовательский углехимический институт”, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Основным фактором, определяющим качество кокса, является угольная сырьевая база коксования. В связи с этим глубокое знание технологических свойств и особенностей поведения углей в шихтах при коксовании очень важно для управления шихтованием углей и качеством кокса. Одним из приоритетных направлений в исследовании углей и шихт являются петрографический и рефлектограммный анализы, которые позволяют решать многие вопросы, связанные с оценкой истинных (однозначных) технологических свойств углей, смесей углей и шихт при производстве кокса требуемого качества. На большом материале исследований, в том числе проведенных авторами настоящей статьи, показан широкий спектр применения в коксохимии рефлектограммного анализа углей, смесей углей и шихт, включающий проблемы “близнецов”, определения степени генетической восстановленности углей и соотношения марок или типов углей в смесях и шихтах для коксования. На основе разработанного авторами рефлектограммного критерия шихт для коксования предложена стратегия шихтования углей, обеспечивающая производство металлургического кокса требуемого и высокого качества и безопасный ход коксовых печей. На базе широких экспериментальных исследований пластично-вязких свойств угольных шихт, пористости кокса, его рентгеноструктурных характеристик, прочности и реакционной способности сформированы теоретические представления о механизме взаимодействия в шихтах при коксовании петрографически неоднородных углей, входящих в их состав, с использованием предложенных авторами показателей неоднородности шихты по степени метаморфизма (σR) и петрографическому составу (σСК), объясняющие закономерности формирования качества кокса из шихт с участием в них петрографически неоднородных углей. Совокупность отмеченных авторами факторов, выявленных в процессе исследования углей, смесей углей и шихт, а также полученного из них качества кокса, дала возможность разработать комплексный показатель коксуемости шихт (К.п.к.Vo), позволяющий значительно упростить математическую модель прогноза качества кокса и повысить ее надежность. Математические модели прогноза качества кокса прошли проверку и внедрены на ряде заводов России.

Ключевые слова:рефлектограммный анализ углей и шихт, проблема “близнецов”, неоднородность шихты по степени метаморфизма и петрографическому составу, механизм взаимодействия петрографически неоднородных углей в смесях и шихтах для коксования, комплексный показатель коксуемости шихт, прогноз качества кокса.

Ссылка для цитирования: Золотухин Ю.А., Андрейчиков Н.С., Еремин А.Я., Красковская Т.Ф., Купрыгин В.В. Разработка комплекса показателей и дополнительных критериев оценки качества углей и шихт для производства и прогнозирования кокса требуемого и высокого качества // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 6. С. 651-664.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-651-664  

 

ELABORATION OF INDICES COMPLEX AND ADDITIONAL CRITERION OF COALS AND CHARGES QUALITY EVALUATION FOR PRODUCTION AND PREDICTION OF REQUIRED AND HIGH QUALITY COKE

YU. A. ZOLOTUKHIN, PhD (Tech.), Principal Researcher, ukovuhin@mail.ru; N. S. ANDREICHIKOV, Sen. Researcher; A. YA. EREMIN, PhD (Tech.), Head of Dpt. of coal and coke; Т. F. KRASKOVSKAYA, Sen. Researcher; V. V. KUPRYGIN, Researcher (JSC “Vostochny R&D coal-chemical Institute”, Russia, Ekaterinburg)

Abstract.Coal raw material base of coking is the main factor characterizing the quality of coke. Therefore, it is very important to know technological properties and peculiarities of coals behavior in a charge during coking process for coals charge batching and coke quality control. One of the priority directions in study coals and charges is petrographic and reflectogram analysis, which enable to obtain data related to evaluation genuine (one-valued) technological properties of coals, coal blends and charges at production of coke of required quality. Using a broad material of study, including the one carried out by the authors of the article, a wide range of application of reflectogram analysis of coals, coals blends and charges in the coking production was shown. It was demonstrated also that application of the analysis enabled to exclude the problem of “twins”, to define the degree of genetic coals recoverability and coals grades or types relation in the mixtures for the coking. Based on the elaborated by the authors reflectogram criteria of charges for coking, a strategy of coals batching was proposed, which ensures production of metallurgical coke of required and high quality and safe running of coke ovens. Based on wide experimental studies of plastic-tough properties of coal charges, porosity of coke, its X-ray structure characteristics, strength and reaction ability, theoretical ideas were formed about mechanism of interaction in a charge of petrographically nonuniform coals comprising it during coking process, by using the proposed by the authors indices of coals nonuniformity. The indices of coals, comprising the charge, nonuniformity, differ by metamorphism degree (σR) and petrographic composition (σСК), explaining regularities of forming of quality of coke from the charge with participation of petrographically nonuniform coals. The package of the factors noted by the authors, revealed in the process of the study of coals, coals blends and charges, as well as quality of coke obtained from them, enabled to elaborate a complex index of charges coking ability (К.п.к.Vo), which enables to considerably simplify the mathematical model of coke quality prediction and to increase its reliability. Mathematical models of coke quality prediction were verified and implemented at several plants of Russia.

Key words: reflectogram analysis of coals and charges, problem of “twins”, nonuniformity of charge by metamorphism degree and petrographic composition, mechanism of interaction of petrographically nonuniformed coals in a charge for coking, complex index of charge coking ability, coke quality prediction.

For citation: Zolotukhin Yu.A., Andreichikov N.S., Eremin A.Ya., Kraskovskaya T.F., Kuprygin V.V. Elaboration of indices complex and additional criterion of coals and charges quality evaluation for production and prediction of required and high quality coke. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 651-664. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-651-664


УДК 669.168

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ЖЕЛЕЗНОГО КОНЦЕНТРАТА ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ РУД КУЗБАССА

О. И. НОХРИНА1, д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник; И. Д. РОЖИХИНА1, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии черных металлов; М. А. ГОЛОДОВА1, канд. техн. наук, доцент кафедры архитектуры, golodova_ma@mail.ru; И. Е. ХОДОСОВ2, канд. техн. наук, инженер ( 1 Сибирский государственный индустриальный университет, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк; 2 ЗАО “Север Минералс”, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк)

Аннотация. Изучение процессов твердофазного восстановления железа из оксидов с использованием углей в качестве восстановителей и разработка энергоэффективных технологий получения и применения металлизованных материалов из концентратов, полученных в результате гидрометаллургического обогащения, является актуальным научным направлением в черной металлургии. Теоретические исследования процессов твердофазного восстановления железа из железосодержащего концентрата, полученного в результате гидрометаллургического обогащения железомарганцевых и полиметаллических марганецсодержащих руд, углями марок Д (длиннопламенный) и 2Б (бурый) были проведены методом термодинамического моделирования с использованием программного комплекса “Терра”. Экспериментальное изучение процесса твердофазного восстановления железа из экспериментальных смесей проводили в муфельной печи SNOL 4/900 и печи сопротивления с графитовым трубчатым нагревателем (печи Таммана). Получены зависимости составов и объема газовой фазы, образующейся в результате выделения летучих компонентов в процессе нагрева углей двух марок при температурах 373–1873 К, определены оптимальные температуры и расходы углей, обеспечивающие полное восстановление железа из железосодержащего концентрата, составы и объемы газовой фазы. Экспериментально определено влияние температуры изотермической выдержки на скорость и степень твердофазного восстановления железа из оксидов железной руды при использовании в качестве восстановителей углей разных технологических марок и коксовой мелочи. Получены эмпирические уравнения зависимости степени восстановления от времени изотермической выдержки для разных температур металлизации. Показано, что изменение степени восстановления от температуры с высокой точностью описывается линейной зависимостью, а изменение скорости восстановления от температуры степенной. Определены условия эффективной металлизации при использовании железного концентрата и углей разных технологических марок для получения губчатых металлизованных материалов с содержанием более 80 % Feмет; 1,5–2,5 % С; 0,1 % S; 0,02 % P. В результате термодинамического моделирования и экспериментального изучения процесса восстановления железа из железного концентрата определены оптимальные расходы углей марок Д и 2Б при температуре 1473 К. Наилучшим восстановителем с минимальным удельным расходом является длиннопламенный уголь марки Д. Установлено, что при избытке восстановителя можно достичь практически полного извлечения железа из концентрата на уровне 98–99 %.

Ключевые слова:железосодержащий концентрат, твердофазное восстановление железа из оксидов, степень металлизации, термодинамическое моделирование, длиннопламенный уголь, бурый уголь, восстановление железа.

Ссылка для цитирования: Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Голодова М.А., Ходосов И.Е. Исследование процесса получения металлизованных материалов из железного концентрата гидрометаллургического обогащения железомарганцевых руд Кузбасса // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 6. С. 665-674.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-665-674

 

INVESTIGATION OF THE PROCESS OF METALLIZED MATERIALS PRODUCTION FROM IRON CONCENTRATE OF HYDROMETALLURGICAL ENRICHMENT OF FERROMANGANESE ORES OF KUZBASS

O. I. NOKHRINA1, HD (Tech.), Prof., Principal Researcher; I. D. ROZHIKHINA1, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy of ferrous metals”; М. А. GOLODOVA1, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. of architecture, golodova_ma@mail.ru; I. E. KHODOSOV2, PhD (Tech.), engineer ( 1 Siberian State Industrial University, Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk; 2 CJSC “Sever Minerals”, Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk)

Abstract. Study of the processes of solid-phase reduction of iron from oxides using coals as reducing agents and the development of energy-efficient technologies for the production and use of metallized materials from concentrates obtained as a result of hydrometallurgical enrichment is an actual scientific direction in ferrous metallurgy. Theoretical studies of the processes of solid-phase reduction of iron from iron-containing concentrate obtained as a result of hydrometallurgical enrichment of ferromanganese and polymetallic manganese-containing ores, by coals grades D (long-flame) and 2B (brown) were carried out by the method of thermodynamic simulation using the “Terra” software complex. The experimental study of the process of solid-phase reduction of iron from experimental mixtures was carried out in a muffle furnace SNOL 4/900 and in a resistance furnace with a graphite tubular heater (Tamman furnace). The influence of the composition and volume of gas phase, formed as a result of volatile components emission in the process of coals of two grades heating at 373–1873 K obtained, optimal temperature and consumption of coals defined, which ensure complete reducing of iron from iron-containing concentrate, compositions as well as volumes of gas phase. The influence of temperature of the isothermal exposure on the rate and degree of solid-phase reduction of iron from iron ore oxides was experimentally determined when using coals of different process grades and coke fines as reducing agents. Empirical equations of reduction degree versus time of isothermal exposure for different metallization temperatures were obtained. It is shown that the change in the degree of recovery on temperature with high accuracy was described by a linear dependence, and the change in the recovery rate on the temperature – by a power dependence. Conditions of effective metallization were determined when using iron concentrate and coals of different process grades for production of spongy metallized materials with content of Femet more than 80%, and 1.5–2.5 % C, 0.1 % S, 0.02 % P. As a result of thermodynamic simulation and experimental study of the process of iron reduction from iron concentrate, optimal consumption of coal of grades D and 2Бat temperature 1473K was determined. It was established that the best reducing agent with a minimum specific consumption is long-flame coal grade D. It was found that with an excess of reducing agent, it is possible to achieve almost complete extraction of iron from the concentrate, at the level of 98–99%.

Key words:iron-containing concentrate, solid-phase iron reduction from oxides, degree of metallization, thermodynamic simulation, long-flame coal, brown coal, iron reduction.

For citation: Nokhrina O.I., Rozhikhina I.D., Golodova M.A., Khodosov I.E. Investigation of the process of metallized materials production from iron concentrate of hydrometallurgical enrichment of ferromanganese ores of Kuzbass. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 665-674. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-665-674


УДК 621.771.011

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕФОРМАЦИИ СЛЯБА С РАЗНОЙ ВЕЛИЧИНОЙ ОБЖАТИЯ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВАЛКАХ ЧЕРНОВОЙ ГРУППЫ СТАНА 2000

Н. Л. БОЛОБАНОВА, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования, nlbolobanova@chsu.ru; Э. А. ГАРБЕР, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования, mamz2011@mail.ru (Череповецкий государственный университет, Россия, г. Череповец)

Аннотация. Совершенствование процессов производства проката на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки (НШСГП), направленное на минимизацию расхода металла, является эффективным средством снижения его себестоимости. При прокатке слябов на НШСГП расход металла обусловлен в первую очередь сложным формоизменением раската в черновой группе при последовательных обжатиях в вертикальных и горизонтальных проходах. Представлены результаты численного исследования процесса деформации сляба с разной величиной обжатия в вертикальных валках черновой группы стана 2000.Описана реализация модели процесса прокатки на основе применения вычислительной среды конечно-элементного анализа DEFORM-3Dдля оценки смещения металла от кромок сляба в направлении середины ширины. Экспериментально подтверждена сходимость результатов моделирования с данными измерений формоизменения раската при черновой прокатке на стане 2000 ПАО “Северсталь”.Установлено, что увеличение обжатия в вертикальных валкахне оказывает существенного влияния на перемещение металла с узкой грани на широкую. Определено, что рост суммарного обжатия в вертикальных валках приводит к неблагоприятному напряженно-деформированному состоянию кромочной области раската ?критерий разрушения Кокрофта–Латама увеличивается на 20–30 %. Предложено снижать суммарное обжатие в вертикальных валках черновой группы клетей стана 2000 до 40–50 мм. Показано, что увеличение времени движения сляба от нагревательной печи до вертикального окалиноломателя приводит к росту критерия Кокрофта–Латама и не оказывает влияния на величину смещения металла с узкой боковой грани на широкую. Предложенный метод моделирования процесса деформации сляба в черновой группе стана 2000, подтвержденный результатами промышленной прокатки, может быть использован для дальнейшего исследования режимов деформации и влияния профилировок на затекание металла на широкую грань и на образование и развитие дефектов поверхности.

Ключевые слова:непрерывный широкополосный стан горячей прокатки, черновая группа клетей, деформация сляба, смещение металла от ребра на широкую грань, конечно-элементное моделирование.

Ссылка для цитирования: Болобанова Н.Л., Гарбер Э.А. Численное моделирование процесса деформации сляба с разной величиной обжатия в вертикальных валках черновой группы стана 2000 // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 6. С. 675-681.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-675-681  

 

NUMERICAL SIMULATION OF SLAB DEFORMATION PROCESS WITH DIFFERENT REDUCTION VALUES IN VERTICAL ROLLS OF MILL 2000 ROUGHING STANDS

N. L. BOLOBANOVA, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy, machine building and technological equipment”, nlbolobanova@chsu.ru; E. A. GARBER, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy, machine building and technological equipment”, mamz2011@mail.ru (Cherepovets State University. Russia, Cherepovets)

Abstract.Perfection of rolled stock production processes at continuous wide-strip hot rolling mill (CWHRM) aimed at minimization of metal consumption, is an effective mean to decrease its cost. In the process of slabs rolling at CWHRM, the metal consumption is stipulated first of all by complicated workpiece forming in roughing stands during consecutive reduction by vertical and horizontal rolls. Results of the numerical study of slab deformation with different values of reduction in vertical rolls of roughing stands of mill 2000 are presented. The implementation of rolling process model based on application of DEFORM-3D program of finite-element analysis described for evaluation of metal shifting from the edges of slab in the direction of the middle of the width. The convergence of the simulation results with the measurements data of workpiece forming during roughing rolling at Severstal mill 2000 was experimentally confirmed. It was found that an increase of reduction in vertical rolls has no significant effect on the metal shifting from a narrow edge to a wide one. Increase the total reduction in vertical rolls leads to an unfavorable stress-strain state of the edge region and the Cockcroft–Latham criterion rises by 20–30%. It was proposed to reduce the total reduction in the vertical rolls of the roughing stands of mill 2000 down to 40–50 mm. It was shown that increase of time of slab moving from the heating furnace to the scale breaker causes growth the Cockcroft-Latham criterion and does not affect the amount of metal shifting from a narrow face to a wide one. The proposed method of simulation the process of slab deformation in the roughing group of the mill 2000 proved by results of industrial rolling can to be used for further study of the effect of rolls profiling and forming of surface defects with the provision of minimal metal shifting onto a wide face.

Key words: continuous wide-strip hot rolling mill, roughing group of stands, slab deformation, metal shifting from edge to a wide face, finite-element simulation.

For citation: Bolobanova N.L., Garber E.A. Numerical simulation of slab deformation process with different reduction values in vertical rolls of mill 2000 roughing stands. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 675-681. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-675-681


УДК 66.046.512

ОСОБЕННОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ЭКОНОМНОЛЕГИРОВАННОЙ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ

П. П. ПОЛЕЦКОВ, д-р техн. наук, профессор кафедры технологий обработки материалов; М. В. МАЛЬКОВ,аспирант кафедры технологий обработки материалов, chupiupis@mail.ru; М. В. МИШУКОВ, аспирант кафедры технологий обработки материалов; А. Н. ШИШЛОНОВА, аспирант кафедры технологий обработки материалов; К. П. ТЕТЮШИН, магистрант кафедры литейных процессов и материаловедения; О. А. НИКИТЕНКО, канд. техн. наук, доцент кафедры технологий обработки материалов (Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, г. Магнитогорск)

Аннотация. К механическим характеристикам сплава, используемого для изготовления корпусных деталей большегрузных машин, работа которых осуществляется в условиях динамических и циклических нагрузок, предъявляются повышенные требования. Согласно концепции экономного легирования, качество сплава и достижение максимально высоких свойств химической композиции определяется режимами термической обработки.Представлены результаты исследования влияния температуры закалки на микроструктуру и свойства новой экономнолегированной стали MAGSTRONG450L с химическим составом, % (мас.): 0,21 С; 0,23 Si; 0,96 Mn; 0,03 Cr; 0,41 Ni; 0,023 Ti; 0,0021 B. Выплавка слитков заданного химического состава осуществлена в вакуумной индукционной печи ZG-0.06L. Обжатие слитков выполнено на гидравлическом прессе П6334 и одноклетевом реверсивном стане горячей прокатки 500 дуо. Образцы нагревали в камерной печи ПКМ 3.6.2/12,5. Установлен наилучший режим упрочняющей термической обработки листового проката из стали MAGSTRONG H450L, при котором формируется смешанная структура, состоящая из 80 % реечного мартенсита и порядка 20 % высокотемпературного пластинчатого мартенсита, обеспечивающая достижение максимальных значений ударной вязкости KCV–40 = 38 Дж/см2 при высоких показателях прочности (временное сопротивление разрыву σв = 1514 МПа, условный предел текучести σ0,2 = 1243 МПа, твердость 460 HBW) и удовлетворительных показателях пластичности (относительное удлинение δ50 = 16 %), что соответствует требованиям ТС 14-101-1034–2015. На основании полученных результатов были разработаны рекомендации по термической обработке листовой стали MAGSTRONG H450L толщиной 8–20 мм по заказам ОАО “БЕЛАЗ”. Использование полученных результатов позволит создавать и совершенствовать технологические режимы термической обработки сплавов указанного состава.

Ключевые слова: хладостойкая сталь,высокопрочный листовой прокат,экономнолегированная сталь MAGSTRONG450L, режим термической обработки.

Ссылка для цитирования: Полецков П.П., Мальков М.В., Мишуков М.В., Шишлонова А.Н., Тетюшин К.П., Никитенко О.А. Особенности термической обработки высокопрочной экономнолегированной хладостойкой стали // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 6. С. 682-688.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-682-688

 

FEATURES OF HEAT TREATMENT OF HIGH-STRENGTH LEAN ALLOYED COLD-RESISTANT STEEL  

P. P. POLETSKOV, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Materials Processing Technologies”; M. V. MAL’KOV, postgraduate, Dpt. “Materials Processing Technologies”, chupiupis@mail.ru ; M. V. MISHUKOV, postgraduate, Dpt. “Materials Processing Technologies”; A. N. SHISHLONOVA, postgraduate, Dpt. “Materials Processing Technologies”; K. P. TEТYUSHIN, master student, Dpt. “Foundry processes and material science”; O. A. NIKITENKO, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Materials Processing Technologies” (Мagnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov, Russia, Magnitogorsk)

Abstract.Mechanical characteristics of an alloy, used for manufacturing parts of heavy-duty machines, operating under conditions of dynamic and cyclic loads, should meet increased requirements. According to the concept of lean alloying, quality of an alloy and highest possible properties of a chemical composition are determined by the modes of heat treatment. Results of a study of quenching temperature effect on microstructure and properties of a new lean alloyed steel MAGSTRONG 450L having the following chemical composition, %, mass: 0.21 С; 0.23 Si; 0.96 Mn; 0.03 Cr; 0.41 Ni; 0.023 Ti; 0.0021 B presented. Smelting of ingots of a given chemical composition was carried out in a vacuum induction furnace ZG-0.06L. Reduction of ingots was carried out on a hydraulic press П6334 and on a single-stand reversing hot rolling mill 500 duo. The samples were heated in a ПКМ3.6.2/12,5 chamber furnace. Best mode of the hardening heat treatment of sheet rolled product of steel MAGSTRONG H450L was established, ensuring forming of a mixed structure, comprising 80% of lath martensite and about 20% of high temperature lamellar martensite. Such a structure ensures maximum values of impact toughness KCV–40 = 38 J/сm2 at high strength parameters (tensile strength σв = 1514 МPa, offset yield strength σ0,2= 1243 МPа, hardness 460 HBW) and satisfactory indices of plasticity (percent elongation δ50 = 16 %) which correspondents to requirements ТС14-101-1034–2015. Based on results obtained, recommendations were elaborated for heat treatment of the sheet steel MAGSTRONG H450L, thickness 8–20 mm as per OJSC “BELAZ” order. Application of the obtained results of the study will enable to create and perfect the technological modes of heat treatment of alloys with similar composition.

Key words: cold-resistant steel, high-strength sheet metal, lean alloyed steel MAGSTRONG 450L, mode of heat treatment.

For citation:Poletskov P.P., Mal’kov M.V., Mishukov M.V., Shishlonova A.N., Tetyushin K.P., Nikitenko O.A. Features of heat treatment of high-strength lean alloyed cold-resistant steel. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 682-688. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-682-688


УДК 621.774.28

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГЛАВНОГО ПРИВОДА СТАНА ХОЛОДНОЙ ПИЛЬГЕРНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

С. Р. РАХМАНОВ1, 2, канд. техн. наук, доцент кафедры теоретической механики и сопротивления материалов, директор, npfvostokplus@gmail.ru ( 1 Национальная металлургическая академия Украины, г. Днепр; 2 ООО НПП “Восток Плюс”, г. Днепр)

Аннотация. Устранение неустойчивых деформируемых состояний систем главного привода станов холодной пильгерной прокатки труб (ХПТ) с распределенными параметрами чаще всего обусловлено стабилизацией динамики многомассовой рядной механической системы. Повышение производительности и обеспечение оптимальных условий нагружения станов ХПТ достигается динамическим синтезом базовых механизмов. Приведены результаты исследования динамики силовой линии стана ХПТ с встроенной сдвоенной упругой муфтой или торсионным демпфером. Построена нелинейная динамическая модель главной силовой линии стана ХПТ с компенсирующей сдвоенной упругой муфтой. Получено решение задачи динамического синтеза силовой линии стана ХПТ, которая сведена к задаче нелинейного программирования. Для снижения уровня динамических нагрузок осуществлен оптимальный синтез демпфирующей системы силовой линии стана ХПТ. Предложена методика синтеза параметров нелинейной механической системы с упругой муфтой и демпфером, как средствами снижения опасных крутильных колебаний в главной силовой линии стана ХПТ. Осуществлена гармоническая линеаризация интегральных уравнений движения главной силовой линии стана, записанных посредством импульсно-частотных характеристик. Установлено, что поскольку количество уравнений равно числу нелинейностей механической системы, трудоемкость решения задачи практически не зависит от числа степеней свободы выбранной модели. Показано, что полученные результаты адекватны результатам экспериментальных исследований силовой линии стана ХПТ 32.

Ключевые слова: стан холодной прокатки труб, главная силовая линия стана, нелинейная динамическая модель, уровень динамических нагрузок, демпфирующая система, импульсно-частотная характеристика, гармоническая линеаризация.

Ссылка для цитирования: Рахманов С.Р. Исследование динамики главного привода стана холодной пильгерной прокатки труб // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 6. С. 689-697.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-689-697

 

STUDY OF DYNAMICS OF MAIN DRIVE OF PILGER PIPE COLD ROLLING MILL

S. R. RAKHMANOV1, 2, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Theoretical mechanics and material resistance”, Director, npfvostokplus@gmail.ru ( 1 National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnepr;  2 OJSC NPP “Vostok Plus”, Dnepr)

Abstract. Elimination of nonstable deformed state of main drive systems of Pilger pipe cold rolling (PCR) mills with distributed parameters is often stipulated by dynamics stabilization of multi-mass in-line mechanical system. Increase of productivity and optimal conditions of PCR mills loading is reached by dynamic synthesis of base mechanisms. Results of study of force line dynamics of PCR mill with embedded doubled elastic clutch or torsion damper presented. A nonlinear dynamic model of the main force line of a PCR mill with compensating doubled elastic clutch created. A solution of the dynamic synthesis of PCR mill force line task was obtained by nonlinear programming application. To decrease dynamic loads level, an optimal synthesis of the damper system of PCR mill force line was accomplished. A methodology of synthesis of parameters of nonlinear mechanical system with elastic clutch and damper proposed, as a mean to decrease destructive torsion oscillations in the main force line of PCR mill. Harmonic linearization of integral equations of mill main force line motion carried out, recorded by pulse-frequency characteristics. It was established that since the number of equations equals to the number of nonlinear effects of the mechanical system, the task solutions practically does not depend on the degree of freedom of the selected model. It was shown that the results obtained were adequate to the results of experimental studies of mill ХПТ32 force line.

Key words:pipe cold rolling mill, main force line of mill, nonlinear dynamic model, level of dynamic loads, damper system, pulse-frequency characteristic, harmonic linearization.

For citation: Rakhmanov S.R. Study of dynamics of main drive of pilger pipe cold rolling mill.Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 689-697. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-689-697


УДК 621.791.042.3

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОСТАВА ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ СИСТЕМЫFe–C–Si–Мn–Сr–W–V ДЛЯ НАПЛАВКИ ВАЛКОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ВВЕДЕНИЕМ В НЕЕ ТИТАНА

Н. А. КОЗЫРЕВ, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой материаловедения, литейного и сварочного производства, kozyrev_na@mtsp.sibsiu.ru;А. А. УСОЛЬЦЕВ,  канд. техн. наук,доцент кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства; А. Р. МИХНО, аспирант кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства; Н. В. КИБКО, канд. техн. наук,доцент кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства; Д. Е. БЕЛОВ, магистрант кафедры материаловедения, литейного и сварочного производства (Сибирский государственный индустриальный университет, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк)

Аннотация. Валки для станов горячей прокатки упрочняются наплавкой порошковой проволокой ПП-Нп-35В9Х3СФ по ГОСТ 26101–84. Наплавленный слой имеет высокую стойкость против истирания, однако его термическая выносливость относительно невысока, поэтому валки, наплавленные этой проволокой, часто выходят из строя из-за образования сетки трещин разгара и выкрашивания. Установлено, что уменьшить структурную неоднородность наплавленного металла возможно за счет ввода в порошковую проволоку титана.Изучено влияние введения титана в порошковую проволоку системы Fe–C–Si–Мn–Сr–W–V на свойства наплавленного слоя. Показано, что структура металла с добавлением титана представляет мартенсит, сформировавшийся внутри границ бывшего зерна аустенита, небольшое количество аустенита остаточного в виде отдельных участков и тонкие прослойки δ-феррита. В микроструктуре образцов присутствует карбидная сетка. Увеличение содержания титана в наплавленном слое способствует уменьшению размера игл мартенсита, а также размера бывшего зерна аустенита. В микроструктуре образцов присутствует средне- и мелкоигольчатый мартенсит. Размер игл мартенсита варьируется от 2 до 9 мкм. Установлено, что введение в состав порошковой проволоки титана в количестве 0,02–0,13 % повышает твердость наплавленного слоя и снижает истираемость образцов.

Ключевые слова:валки для горячей прокатки, наплавка порошковой проволокой, неоднородность наплавленного металла,введение титана в порошковую проволоку,твердость наплавленного слоя.

Ссылка для цитирования: Козырев Н.А., Усольцев А.А., Михно А.Р., Кибко Н.В., Белов Д.Е. Совершенствование состава порошковой проволоки системы Fe–C–Si–Мn–Сr–W–V для наплавки валков горячей прокатки введением в нее титана // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 6. С. 698-703.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-698-703  

 

PERFECTION OF Fe–C–Si–Мn–Сr–W–V SYSTEM FLUX-CORED WIRE COMPOSITION FOR SURFACING OF HOT ROLLING MILL ROLLERS BY INTRODUCING TITANIUM IN IT

N. A. KOZYREV, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. “Material science, foundry and welding”, kozyrev_na@mtsp.sibsiu.ru; А. А. USOL’TSEV, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Material science, foundry and welding”; А. R. MIKHNO, graduate student, Dpt. “Material science, foundry and welding”; N. V. KIBKO, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Material science, foundry and welding”; D. E. BELOV, postgraduate, Dpt. “Material science, foundry and welding”  (Siberian State Industrial University, Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk)  

Abstract.Rollers for hot rolling mills are hardened by surfacing operation by flux-cored wire ПП-Нп-35В9Х3СФdue to GOST 26101–84. The deposited layer has a high resistivity against abrasion, but its thermal endurance is comparatively low, therefore rollers surfaced by this type of wire often failed because of formation of fire crack network and spalling. It was established that the structure nonuniformity of the deposited metal can be decreased by introducing of titanium into the flux-cored wire. The effect of introducing titanium into flux-cored wire of the Fe–C–Si–Мn–Сr–W–Vsystem on the properties of the deposited layer has been studied. It was shown that metal structure with the addition of titanium represents martensite formed within the boundaries of the former austenite grain, a small amount of residual austenite in the form of separate areas and thin layers of δ-ferrite. The microstructure of the samples contains a carbide network. An increase in the titanium content in the deposited layer contributes to a decrease in the size of the martensite needles, as well as the size of the former austenite grain. The microstructure of the samples contains medium-acicular and fine-acicular martensite. The size of the martensite needles varies from 2 to 9 microns. It was established that introduction of titanium in the composition of the flux-cored wire in an amount of 0.02–0.13% increases the hardness of the deposited layer and reduces the abrasion of the samples.

Key words:rollers for hot rolling mills, surfacing by flux-cored wire, deposited metal nonuniformity, introducing of titanium into flux-cored wire, hardness of the deposired layer.

For citation:Kozyrev N.A., Usol’tsev A.A., Mikhno A.R., Kibko N.V., Belov D.E. Perfection of Fe–C–Si–Мn–Сr–W–V system flux-cored wire composition for surfacing of hot rolling mill rollers by introducing titanium in it. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 698-703. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-698-703


УДК 621.7-187

ФАЗОХРОНОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ГЛАВНОГО ПРИВОДА ПРОКАТНОГО СТАНА

В. И. ПРОНЯКИН, д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой МТ-4; Л. Х. МИНЯЗЕВА, старший преподаватель, miluiza@yandex.ru (Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Россия, г. Москва)

Аннотация. В настоящее время в диагностике состояния металлургического оборудования преобладают экспертные методы оценки, которые носят субъективный характер. Для эффективного решения проблемы информационно-метрологического сопровождения клети прокатного стана предложен фазохронометрический метод, разработанный в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Показано, что повышение качества измерительной диагностической информации обеспечивается благодаря переходу от амплитудной к хронометрической шкале и средствам ее реализации при относительных погрешностях порядка 5×10?4 % на промышленной частоте. В отличие от вибродиагностики, с помощью фазохронометрического подхода, при реализации которого используются прецизионно измеренные временные интервалы, соответствующие интервалам фаз рабочего цикла, зависящие от характерных особенностей движения элементов механизма, можно в сотни раз быстрее определить изменение режимов работы прокатного оборудования. Цикличность движения механизма и минимальный разброс результатов измерений при осуществлении рабочего цикла позволяют выявить стабильные во времени диагностические признаки и индивидуальные количественные значения параметров, которые характеризуют техническое состояние прокатного стана. Предложенная фазохронометрическая система состоит из углового датчика положения (инкрементальный энкодер), системы сбора информации и определения интервалов времени, персонального компьютера с прикладным программным обеспечением. Система сбора информации и определения интервалов времени реализована на плате, функционально объединяющей высокостабильный генератор импульсов, масштабный преобразователь, счетчик, формирователь измерительного импульса и хронокомпаратор. Реализующие фазохронометрический подход встроенные системы просты и надежны в эксплуатации. Для реализации фазохронометрического метода разработана математическая модель, содержащая систему дифференциальных уравнений, описывающих взаимодействие совокупности взаимосвязанных многомассовых крутильных систем. Показано, что верифицированная математическая модель позволяет оперативно выявлять дефекты в работе прокатного стана.

Ключевые слова: главный привод прокатного стана, диагностика состояния металлургического оборудования, режимы работы прокатного оборудования, измерительная диагностическая информация, фазохронометрический метод.

Ссылка для цитирования: Пронякин В.И., Минязева Л.Х. Фазохронометрическая система диагностики главного привода прокатного стана // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 6. С. 704-710.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-704-710

 

PHASE-CHRONOMETRIC DIAGNOSTIC SYSTEM FOR MAIN DRIVE OF ROLLING MILL

V. I. PRONYAKIN, HD (Tech.), Prof. Ass., Head of Dpt. MT-4; L. KH. MINYAZEV, Sen. lecturer, miluiza@yandex.ru (N.E. Bauman Moscow State Technical University, Russia, Moscow)  

Abstract.At present at the diagnostic of metallurgical equipment state, expert methods of evaluation are prevailed which have subject character. To solve the problem of information-metrological support of rolling mill stand effectively, a phase-chronometric method was proposed, elaborated in N.E. Bauman Moscow State Technical University. It was shown that increase of quality of measuring diagnostical information is provided by transfer from amplitude to chronometric scale and means of its realization at relative errors about 5×10?4 % at the industrial frequency. At the phase-chronometric method, precision measuring of time intervals, correspondent to the phases intervals of the working cycle is used, depending on characteristic features of motion of a mechanism elements. In contrast to vibro-diagnostic method, by using the phase-chronometric method, the change of operation mode of rolling equipment can be defined hundred times quicker. Cyclicity of a mechanism motion and minimal scattering of measurement results at accomplishing working cycle enable to reveal stable in time diagnostic features and individual quantitative parameters values, which characterize technical state of a rolling mill. The proposed phase-chronometric system consists of an angle sensor of position (incremental encoder), system of information collection and defining of time intervals and personal computer with application software. The system of information collection and defining of time intervals is realized based on a plate, functionally uniting high-stability pulse generator, scale convertor, counter, measuring pulse generator and chrono-comparator. The embedded systems to realize the phase-chonometric metod are simple and reliable in operation. To realize the phase-chronometric method, a mathematical model was elaborated, comprising a system of differential equations, describing interaction of the package of interrelated multi-mass torsion systems. It was showed that verified mathematical model enabled quickly to reveal defects in a rolling mill operation.

Key words:main drive of rolling mill, diagnostic of metallurgical equipment state, modes of rolling equipment operation, measuring diagnostic information, phase-chronometric method.

For citation:Pronyakin V.I., Minyazeva L.Kh. Phase-chronometric diagnostic system for main drive of rolling mill. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 704-710. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-704-710


УДК 631.461.61:622.7.012

ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ ОТХОДОВ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО ОБОГАЩЕНИЯ АБАГУРСКОЙ АГЛОМЕРАЦИОННО-ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ, г. НОВОКУЗНЕЦК

М. А. ЗАХАРОВА1, аспирант кафедры металлургии черных металлов, marina-shentsova@mail.ru;А. С. ВОДОЛЕЕВ1, д-р с.-х. наук, профессор кафедры теплоэнергетики и экологии; К. И. ДОМНИН1, аспирант кафедры теплоэнергетики и экологии; С. Ю. КЛЕКОВКИН2, ведущий инженер лаборатории рекультивации почв ( 1 Сибирский государственный индустриальный университет, Россия, г. Новокузнецк; 2 Институт почвоведения и агрохимии Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, г. Новосибирск)

Аннотация. Проблема биотрансформации техногенно нарушенных земель имеет большое значение для восстановления плодородия почв. Ведущую роль в этом процессе выполняют почвенные микроорганизмы. Токсичные промышленные отходы способны внести негативные коррективы в видовой состав почвенной микрофлоры (могут вызвать мутацию многих микроорганизмов, а также гибель некоторых из них). В определенных условиях в присутствии вредных веществ могут возникать новые микроорганизмы, разлагающие именно те вещества, которые вызывают загрязнение почвы. Следовательно, появляется новая микрофлора, способная на индукционной основе осуществлять свои трофические функции на промышленно загрязненных субстратах. В качестве техногенного контроля был использован минеральный субстрат хвостохранилища АО “Абагурская агломерационно-обогатительная фабрика”, неблагоприятный для жизнедеятельности почвенной микрофлоры, где из-за отсутствия растительных остатков и других углеродсодержащих компонентов крайне низкий уровень интенсивности ферментативных гидролитических процессов. Внесение в субстрат содержащих органические вещества осадков сточных вод (ОСВ) в качестве рекультиванта создает благоприятные условия для формирования устойчивого растительного покрова. Присутствие органической составляющей в минеральном субстрате железосодержащих отходов хвостохранилища создает благоприятные условия для жизнедеятельности микрофлоры. Углеродсодержащие соединения техноземов создают определенный пул микроорганизмов. Продукты их жизнедеятельности создают основу для формирования органоминерального субстрата, благоприятные условия для произрастания высших растений и создания устойчивого фитоценоза. Для индуцированного проявления ферментативной активности в этих экстремальных условиях требуется значительное время, чтобы занесенные извне бактериальные формы смогли зафиксировать свое присутствие. Максимум активности, сопоставимый как через 1 месяц, так и через 3 месяца с природным контролем, отмечен на опытной площадке с размещением ОСВ в качестве почвоулучшителя. Присутствие ОСВ и интенсивное накопление листового опада и других растительных остатков способствуют благоприятному развитию целлюлозоразрушающих бактерий, среди которых преобладают палочковидные формы рода Clostridium.Количественные показатели ферментативной активности техноземов близки к природному уровню и значительно превышают таковые техногенного контроля.

Ключевые слова: биотрансформация техногенных территорий, ферменты микроорганизмов, осадки сточных вод, почвоулучшитель, круговорот углерода, разложение целлюлозы, целлюлозоразрушающая микрофлора техноземов, техногенный контроль, сингенез.

Ссылка для цитирования: Захарова М.А., Водолеев А.С., Домнин К.И., Клековкин С.Ю. Исследование биологической активности рекультивированных отходов железорудного обогащения Абагурской агломерационно-обогатительной фабрики, г. Новокузнецк // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 6. С. 711-716.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-711-716

 

INVESTIGATION OF BIOLOGICAL ACTIVITY OF RECULTIVATED IRON ORE PROCESSING WASTES OF ABAGUR AGGLOMERATION AND PROCESSING PLANT, NOVOKUZNETSK

M. A. ZAKHAROVA1, postgraduate, Dpt. “Metallurgy of ferrous metals”, marina-shentsova@mail.ru; A. S. VODOLEEV1, HD (Agr.), Prof., Dpt. “Heat-and-power engineering and ecology”; K. I. DOMNIN1, postgraduate, Dpt. “Heat-and-power engineering and ecology”; S. YU. KLEKOVKIN2, Leading Engineer, Soil Reclamation Laboratory( 1 Siberian State Industrial University, Russia, Novokuznetsk; 2 Institute of Soil Science and Agriculturalchemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Russia, Novosibirsk)

Abstract. The problem of biotransformation of man-caused disturbed lands is of great importance for the restoration of soil fertility. The leading role in this process is played by soil microorganisms. Toxic industrial waste can make negative adjustments to the species composition of soil microflora (can cause mutation of many microorganisms, as well as the death of some of them). Under certain conditions, in the presence of harmful substances, new microorganisms can arise that decompose precisely those substances that cause soil pollution. Consequently, a new microflora appears, capable of carrying out its trophic functions on an inductive basis on industrially contaminated substrates. As aman-causedcontrol, a mineral substrate of the tailing dump of Abagurskaya agglomeration and processing plant JSC, unfavorable for the vital activity of soil microflora, where, due to the absence of plant residues and other carbon-containing components, an extremely low level of intensity of enzymatic hydrolytic processes was used. The introduction of organic matter containing sewage sludge (WWS) into the substrate as a recultivator creates favorable conditions for the formation of a stable vegetation cover. The presence of an organic component in the mineral substrate of the iron-containing tailings waste creates favorable conditions for the vital activity of microflora. Carbon-containing compounds of technozems create a certain pool of microorganisms. The products of their vital activity create the basis for the formation of an organic-mineral substrate, favorable conditions for the growth of higher plants and the creation of a stable phytocenosis. For the induced manifestation of enzymatic activity under these extreme conditions, a considerable time is required for the bacterial forms introduced from the outside to be able to fix their presence. The maximum activity, comparable both after 1 month and after 3 months with the natural control, was noted on the experimental site with the placement of WWS as a soil conditioner. The presence of WWS and intensive accumulation of leaf litter and other plant residues contribute to the favorable development of cellulose-degrading bacteria, among which rod-shaped forms of the genus Clostridium predominate. The quantitative indicators of the enzymatic activity of technozems are close to the natural level and significantly exceed those of technogenic control.

Keywords:biotransformation of technogenic territories, enzymes of microorganisms, sewage sludge, soil conditioner, carbon cycle, cellulose decomposition, cellulose-destroying microflora of technozems, technogenic control, syngenesis.

For citation:Zakharova M.A., Vodoleev A.S., Domnin K.I., Klekovkin S.Yu. Investigation of biological activity of recultivated iron ore processing wastes of Abagur agglomeration and processing plant, Novokuznetsk. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 6, pp. 711-716. (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-6-711-716

   


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" " № 6/2021

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

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

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"