Шлакообразующая роль красных шламов
Проведены результаты расчетно–аналитического исследования влияния красного шлама на формирование конечного шлака доменной плавки. Показана необходимость дополнительного введения MgO вместо CaO для достижения устойчивых свойств конечного шлака....
Saved in:
| Published in: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Date: | 2004 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2004
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21062 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Шлакообразующая роль красных шламов / Н.М. Можаренко, А.А. Параносенков, В.С. Евглевский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 9. — С. 61-65. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-21062 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Можаренко, Н.М. Параносенков, А.А. Евглевский, В.С. 2011-06-14T19:43:14Z 2011-06-14T19:43:14Z 2004 Шлакообразующая роль красных шламов / Н.М. Можаренко, А.А. Параносенков, В.С. Евглевский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 9. — С. 61-65. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21062 669.162 Проведены результаты расчетно–аналитического исследования влияния красного шлама на формирование конечного шлака доменной плавки. Показана необходимость дополнительного введения MgO вместо CaO для достижения устойчивых свойств конечного шлака. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Производство чугуна Шлакообразующая роль красных шламов Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Шлакообразующая роль красных шламов |
| spellingShingle |
Шлакообразующая роль красных шламов Можаренко, Н.М. Параносенков, А.А. Евглевский, В.С. Производство чугуна |
| title_short |
Шлакообразующая роль красных шламов |
| title_full |
Шлакообразующая роль красных шламов |
| title_fullStr |
Шлакообразующая роль красных шламов |
| title_full_unstemmed |
Шлакообразующая роль красных шламов |
| title_sort |
шлакообразующая роль красных шламов |
| author |
Можаренко, Н.М. Параносенков, А.А. Евглевский, В.С. |
| author_facet |
Можаренко, Н.М. Параносенков, А.А. Евглевский, В.С. |
| topic |
Производство чугуна |
| topic_facet |
Производство чугуна |
| publishDate |
2004 |
| language |
Russian |
| container_title |
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| publisher |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| format |
Article |
| description |
Проведены результаты расчетно–аналитического исследования влияния красного шлама на формирование конечного шлака доменной плавки. Показана необходимость дополнительного введения MgO вместо CaO для достижения устойчивых свойств конечного шлака.
|
| issn |
XXXX-0070 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21062 |
| citation_txt |
Шлакообразующая роль красных шламов / Н.М. Можаренко, А.А. Параносенков, В.С. Евглевский // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 9. — С. 61-65. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT možarenkonm šlakoobrazuûŝaârolʹkrasnyhšlamov AT paranosenkovaa šlakoobrazuûŝaârolʹkrasnyhšlamov AT evglevskiivs šlakoobrazuûŝaârolʹkrasnyhšlamov |
| first_indexed |
2025-11-26T01:45:49Z |
| last_indexed |
2025-11-26T01:45:49Z |
| _version_ |
1850606556504129536 |
| fulltext |
61
УДК 669.162
Н.М. Можаренко, А.А. Параносенков, В.С. Евглевский
ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ РОЛЬ КРАСНЫХ ШЛАМОВ
Проведены результаты расчетно–аналитического исследования влияния крас-
ного шлама на формирование конечного шлака доменной плавки. Показана необ-
ходимость дополнительного введения MgO вместо CaO для достижения устойчи-
вых свойств конечного шлака.
В работах [1–2] была показана технологическая целесообразность ис-
пользования красных шламов в доменной плавке как железосодержащей
добавки. Однако кроме железа, представленного в основном в виде Fe2O3,
в них содержится до 15–20% Al2O3, соотношение CaO/SiO2 близко к еди-
нице. Кроме того, в них содержится до 4–5% MgO. Наличие такого коли-
чества и сочетания шлакообразующих компонентов позволяет использо-
вать красные шламы и как шлакообразующую добавку, корректирующую
свойства конечных шлаков по физическим и химическим свойствам.
Красный шлам (КШ) – является одним из массовых отходов алюми-
ниевой промышленности. Выход красных шламов колеблется, в зависи-
мости от состава и свойств перерабатываемого бокситового сырья, в пре-
делах 0,8–1,2 кг на тонну получаемого глинозема [1]. В мировом масшта-
бе за год сбрасывается более 50 млн. т красных шламов в отвалы или во-
доемы. Негативное воздействие на окружающую среду обосновывают
актуальность проблемы утилизации красных шламов. К тому же в них
находится содержание полезных компонентов на промышленном уровне,
что повышает перспективность утилизации красных шламов. Однако на-
личие в КШ других, различно влияющих на технологический процесс,
состав и свойства продуктов плавки, компонентов требуют детального
изучения этого воздействия.
Кроме осуществления утилизации красного шлама как железорудной
добавки наличие в КШ благоприятного соотношения СаО/SiO2, близкого
к единице, и высокого, до 15–20%, содержания в нем Al2O3 делает его
хорошей добавкой, корректирующей свойства конечного шлака доменной
плавки по физическим и химическим свойствам: вязкости, поверхностно-
му натяжению, температурам начала размягчения и начала кристаллиза-
ции, серопоглотительной способности и степени его реактивности по со-
держанию FeO.
Для исследований были произведены спекания опытных агломератов
с различным расходом красных шламов в шихте на Ново–Криворожском
горнообогатительном комбинате (НКГОК–1). Химический состав агломе-
ратов представлен в табл.1. При выборе исходного (базового) состава аг-
ломерата за основу был взят состав агломерата текущего производств Но-
во–Криворожского горнообогатительного комбината первого производст-
Таблица 1 – Состав агломерата при различном содержании красного шлама в шихте
Расход КШ Состав агломерата, %
№
п/
п
кг/т агл. %
Fe
об
щ
C
aO
Si
O
2
M
gO
A
l 2O
3
Fe
O
Fe
2O
3
M
nO
P 2
O
5
SO
3
K
2O
N
a 2
O
C
aO
/S
iO
2
1 База 53,4 12,57 9,45 1,17 1,28 11,85 62,15 0,74 0,04 0,30 0,059 0,381 1,33
2 25,0 2,0 53,4 11,77 8,85 1,02 2,00 13,00 61,85 0,65 0,04 0,33 0,067 0,433 1,33
3 50,0 3,9 53,2 11,68 8,84 0,96 2,50 13,80 60,67 0,60 0,05 0,36 0,073 0,477 1,32
4 75,0 5,9 53,3 11,35 8,53 1,01 3,00 14,70 59,81 0,55 0,06 0,38 0,081 0,529 1,33
5 100,0 7,9 53,4 10,57 8,01 1,08 4,00 13,60 61,17 0,50 0,06 0,35 0,089 0,581 1,32
6 25,0 2,0 53,4 11,29 8,85 1,50 2,00 12,50 62,40 0,60 0,04 0,32 0,067 0,439 1,28
7 25,0 2,0 53,4 10,79 8,85 2,00 2,00 12,50 62,40 0,60 0,04 0,32 0,067 0,433 1,28
ва (НКГОК–1). Для оценки влияния агломерата с различным расходом
КШ в аглошихту на состав и свойства конечных шлаков было выбрано 7
вариантов:
– базовый состав агломерата, который соответствовал агломерату те-
кущего производства (вариант №1);
– варианты № 2–5 с расходом КШ в аглошихту из расчета 25, 50, 75 и
100 кг на тонну агломерата соответственно;
– варианты №6 и 7 с расходом красного шлама 25кг на тонну агломе-
рата (застабилизированное содержание Al2O3) при увеличении содержа-
ния MgO.
Расход КШ в аглошихту, состоящей из железорудного концентрата,
аглоруды, известняка и твердого топлива, принимался из условия обеспе-
чения получения агломерата при неизменной (на уровне базового) содер-
жания железа (53,4%), окиси магния (1,18%) и основности (CaO/SiO2 =
1,33 ед.) за счет снижения расхода аглоруды и увеличения доли железо-
рудного концентрата.
Для установления влияния опытных агломератов с различным расхо-
дом КШ в аглошихту на состав и свойства конечных шлаков доменной
плавки, определяющих качество чугуна, тепловое состояние металлопри-
емника и его дренажную способность, были выполнены две расчетно–
аналитические оценки проплавки опытных агломератов (варианты 1–7) по
следующей программе: 1. Шихта для ведения доменной плавки состояла
из агломерата одного из вариантов и кокса; 2. Шихта для ведения домен-
ной плавки состояла из агломерата вариантов 1, 6, 7 и железной руды в
количестве 4,3% от веса железорудной части подачи. Результаты прове-
денных расчетов представлены в таблицах 2–5.
В результате расчетно-аналитической оценки по первому варианту установ-
лено, что в конечном шлаке произошло резкое снижение SiO2 до 31,8% и возросло
содержание Al2O3 от 7,3% (базовый вариант) до 17,7% (вариант 5). Содержание
MgO в шлаке в этих вариантах находилось на уровне 4–4,5% и только в вариантах
6 и 7 оно возросло до 5,9–7,7%.
Основность агломерата по CaO/SiO2 достигала 1,41 ед., а вязкость шлака по-
лучилась повышенной, особенно при температуре 14000С (табл.3). Таким образом,
оценивая свойства шлака только по этим основным показателям видно, что такие
шлаки не характерны для устойчивых шлаков [3, 4] и не отвечают требованиям
технологии доменной плавки для условий Украины.
Результаты определения состава и свойств конечных шлаков по второму ва-
рианту (приведены в табл. 4 и 5) показали, что химический состав агломерата и
его свойства вполне отвечают требованиям, предъявленным к устойчивым шла-
кам, которые определены М.А. Павловым [3] и Васильевым [4]. Полученный ряд
значений оценки свойств шлака по критериальному соотношению Al2O3/MgO
соответствует реальным шлакам КГГМК "Криворожсталь" [5,6]. Вязкость шлаков
как для температуры 1400 0С, так и 1500 0С соответствует требованиям современ-
ной доменной плавки. Стехиометрический показатель шлака для шлаков Украины
находится в промежутке 0,70–0,72.
Таблица 4 - Химический состав конечных шлаков (расчет 2)
Si
O
2
A
l 2O
3
C
aO
M
gO
M
nO
Fe
O S
C
aO
/S
iO
2
(С
aO
+M
gO
)
Si
O
2
A
l 2O
3/M
gO
1 0 38,391 7,051 48,184 4,328 0,622 0,273 1,151 1,255 1,368 1,629
6 25 37,352 9,855 45,158 5,645 0,521 0,281 1,188 1,209 1,360 1,746
7 25 37,544 9,823 43,235 7,414 0,519 0,281 1,184 1,152 1,349 1,325
№
в
ар
иа
нт
а Расход
красного
шлама на т
агломе-
рата, кг
Химический состав шлака, %
Таблица 2 - Химический состав конечных шлаков (расчет 1)
Si
O
2
A
l 2O
3
C
aO
M
gO
M
nO
Fe
O S
C
aO
/S
iO
2
(С
aO
+M
gO
)
Si
O
2
A
l 2O
3/M
gO
1 35,738 7,311 50,366 4,487 0,653 0,277 1,167 1,409 1,535 1,630
2 34,751 10,230 48,881 4,059 0,591 0,285 1,202 1,407 1,523 2,520
3 34,294 11,958 47,953 3,788 0,539 0,281 1,188 1,398 1,509 3,157
4 33,336 13,848 46,863 3,984 0,495 0,282 1,191 1,406 1,525 3,476
5 31,800 17,693 44,293 4,276 0,454 0,285 1,200 1,393 1,530 4,140
6 34,767 10,235 47,103 5,862 0,546 0,285 1,203 1,355 1,523 1,746
7 34,767 10,235 45,228 7,737 0,546 0,285 1,203 1,301 1,523 1,323
25
25
25
50
75
100
№
п/
п
Расход
красного
шлама на
т агломе-
рата, кг
Химический состав шлака, %
0
Таблица 3 - Свойства конечных шлаков (расчет 1)
L S
ф
Ls
р
С
те
пе
нь
д
ос
ти
ж
ен
ия
ра
вн
ов
ес
ия
С
ер
оп
ог
ло
т.
сп
ос
об
но
ст
ь
ш
ла
ка
С
ти
хи
ом
ет
ри
я
ш
ла
ка
В
яз
ко
ст
ь
ш
ла
ка
п
ри
14
00
°С
, П
а*
се
к
В
яз
ко
ст
ь
ш
ла
ка
п
ри
15
00
°С
, П
а*
се
к
Э
нт
ал
ьп
ия
, к
Д
ж
/к
г
Те
мп
ер
ат
ур
а
на
ча
ла
пл
ав
ле
ни
я,
°С
Те
мп
ер
ат
ур
а
на
ча
ла
кр
ис
та
лл
из
ац
ии
, °
С
1 57,63 124,72 46,20 27,91 0,727 0,618 0,312 1926,9 1358 1384
2 59,28 101,66 58,31 24,86 0,720 0,551 0,285 1925,5 1344 1376
3 58,31 89,30 65,30 22,72 0,722 0,513 0,265 1921,6 1332 1369
4 58,54 85,83 68,20 22,65 0,722 0,512 0,265 1925,1 1432 1469
5 59,03 74,35 79,39 20,86 0,719 0,486 0,251 1919,1 1322 1363
6 59,27 107,97 54,90 26,07 0,725 0,576 0,298 1903,5 1349 1380
7 59,27 117,41 50,49 27,46 0,727 0,607 0,314 1886,8 1356 1383
Свойства шлака
25
50
75
100
№
п/
п
Расход
красного
шлама на
т агломе-
рата, кг
0
25
25
Полученные значения стехиометрического показателя шлака на
уровне 0,714-0,715 подтверждает вывод об устойчивости шлаков при до-
бавлении в агломерат красных шламов. Попытки использовать красные
шламы для улучшения свойств шлака только за счет доведения содержа-
ния Al2O3 до уровня 10% без изменения содержания MgO до рациональ-
ного уровня не даст положительного результата.
Использование красных шламов в производстве агломерата и техно-
логически правильном выборе состава доменной шихты обеспечивает
получение конечных шлаков с требуемыми металлургическими свойства-
ми. Применение красных шламов в агломерации должно сопровождаться
увеличением содержания MgO, что повышает устойчивость конечных
шлаков.
1. Мешин В.В. Работы Николаевского глиноземного завода по использованию
красных шламов // Сб. «Состояние, проблемы и направления использования в
народном хозяйстве красного шлама» – Николаев. 1999. С. 7–9.
2. Результаты поведенных промышленных испытаний по пиро– и гидрологиче-
ской комплексной переработки и использованию товарного красного шлама
(«Факринта») в аглодоменном производстве черной металлургии / В.А. Утков,
В.В. Быткин, В.И. Коробов и др. // Сб. «Состояние, проблемы и направления
использования в народном хозяйстве красного шлама». – Николаев. – 1999. –
С.30–34.
3. Павлов М.А. Металлургия чугуна, ч. 2 . – М.; Металлургиздат, 1949. – 628 с.
4. Васильев В.Е. Доменная плавка на устойчивых шлаках. – Киев, Гостехиздат,
1956. – 260 с.
5. Тогобицкая Д.Н. Система анализа и выбор рациональных режимов работы
металлургических агрегатов на ЭВМ // Наука– Технология – Производство. –
МЧМ СССР. – М.; Металлургия, 1989. – С. 384–389.
6. Выбор состава доменной шихты обеспечивающий заданные свойства шлака /
А.И. Белькова, Д.Н. Тогобицкая, Н.М. Можаренко // Сб. «Фундаментальные и
прикладные проблемы черной металлургии» К.; Наукова думка – 2001, вып. 4,
С.51–55.
Статья рекомендована к печати д.т.н. И.Г.Товаровским
Таблица 5 - Свойства конечных шлаков (расчет 2)
L S
ф
Ls
р
С
те
пе
нь
д
ос
ти
ж
ен
ия
ра
вн
ов
ес
ия
, %
С
ер
оп
ог
ло
т.
сп
ос
об
но
ст
ь
ш
ла
ка
С
ти
хи
ом
ет
ри
я
ш
ла
ка
В
яз
ко
ст
ь
ш
ла
ка
п
ри
14
00
°С
, П
а*
се
к
В
яз
ко
ст
ь
ш
ла
ка
п
ри
15
00
°С
, П
а*
се
к
Э
нт
ал
ьп
ия
, к
Д
ж
/к
г
Те
мп
ер
ат
ур
а
на
ча
ла
пл
ав
ле
ни
я,
°С
Те
мп
ер
ат
ур
а
на
ча
ла
кр
ис
та
лл
из
ац
ии
, °
С
1 56,85 76,39 74,41 17,71 0,715 0,456 0,236 1877,6 1301 1351
6 58,43 68,23 85,64 17,00 0,714 0,452 0,234 1873,0 1296 1348
7 58,39 71,56 81,59 17,34 0,714 0,453 0,234 1873,7 1298 1350
Свойства шлака
25
25
№
в
ар
иа
нт
а Расход
красного
шлама на
т агломе-
рата, кг
0
|