Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі
The article investigates the stabilization of the physicochemical properties of iron ore sinter and pellets, as the main components of the blast furnace charge, on physicochemical processes in the characteristic zones of the blast furnace, which is an urgent problem for further improvement of the te...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/301 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859472004108779520 |
|---|---|
| author | Мішалкін, А.П. Маловік, Д.В. Чистяков, В.Г. Петренко, В.О. |
| author_facet | Мішалкін, А.П. Маловік, Д.В. Чистяков, В.Г. Петренко, В.О. |
| author_sort | Мішалкін, А.П. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-08T11:37:51Z |
| description | The article investigates the stabilization of the physicochemical properties of iron ore sinter and pellets, as the main components of the blast furnace charge, on physicochemical processes in the characteristic zones of the blast furnace, which is an urgent problem for further improvement of the technology of smelting cast iron. Obtaining high-quality sinter is a complex task, and its solution is based on the stabilization of its initial properties. It is substantiated that the most effective in terms of impact on the results of the process are the increase in mechanical strength, thermal, physicochemical and granulometric stability of the sinter, which affect the conditions and behavior of the components in the characteristic zones under the corresponding conditions of the blast furnace.
The stabilization of the physicochemical characteristics of the sinter is investigated as one of the important factors for ensuring the most rational use of its physicochemical potential when passing through the high-temperature zones of the blast furnace. The key rheological properties of granular flows of the blast furnace charge have been determined, which is important in terms of substantiating effective loading methods and technical solutions for the distribution of charge components in the blast furnace. The influence of the fractional composition of the charge and the ratio of its main components on gas-dynamic conditions has been investigated, especially in the dry zone, the most extensive zone of physicochemical transformations of the blast furnace, which is one of the key factors determining the efficiency of the blast furnace process.
The study used theoretical and analytical methods with an emphasis on the physicochemical component, which include analysis, generalization and interpretation of the results obtained in the context of the correspondence of theoretical concepts and provisions to practical results.
Consistent ideas about the peculiarities of the behavior of charge components in the blast furnace have been obtained. Comparison of such data obtained by different researchers can be used in the future to identify the relevant parameters. The latter, as indicators that determine the conditions for the rational use of effects, the source of which is the interaction of the useful properties of the physicochemical potential of the initial charge and external factors, will allow us to determine reliable interpretations of phenomena, predict the results and indicators of the blast furnace process. They will also become the basis for scientific substantiation of approaches to the selection of effective methods for stabilizing the properties of the sinter with the establishment of reliable relationships between the methods of loading, distribution of the components of the initial charge and gas-dynamic conditions in the furnace.
It is substantiated that to ensure the stability of the blast furnace process, it is necessary to ensure the constancy of the granulometric, chemical composition, mineralogy of the initial iron ore materials (sinter and pellets), coke, as well as high quality and uniformity of the sinter. Systematic control and current regulation of these parameters is the basis for further optimization of the blast furnace process, rational in terms of specific costs of raw materials and energy resources and effective in terms of the results of implementing the properties of its initial physicochemical potential.
It has been proven that a stabilized sinter, in particular in terms of size, porosity, strength, and chemical composition, contributes to increasing furnace productivity, reducing fuel consumption, and improving the quality of cast iron by optimizing physicochemical processes in the blast furnace due to the stability of the flow of gases, that are energy carriers, reducing temperature fluctuations in characteristic zones of the furnace, improving the conditions for the reduction of iron oxides, reducing dust formation and iron losses, and saving coke. Generalization of the research results will allow us to clarify the physicochemical features of the interaction of granular flow components in variable blast furnace conditions. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:31Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-301 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:31Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-3012026-02-08T11:37:51Z Analysis of the Influence of Stabilization of Sinter Initial Properties on Physicochemical Processes in the Characteristic Zones of a Blast Furnace Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі Мішалкін, А.П. Маловік, Д.В. Чистяков, В.Г. Петренко, В.О. Blast furnace sinter granulometry mineralogy stabilization gas permeability energy resources charge loading доменна піч агломерат гранулометрія мінералогія стабілізація газопроникність енергетичні ресурси The article investigates the stabilization of the physicochemical properties of iron ore sinter and pellets, as the main components of the blast furnace charge, on physicochemical processes in the characteristic zones of the blast furnace, which is an urgent problem for further improvement of the technology of smelting cast iron. Obtaining high-quality sinter is a complex task, and its solution is based on the stabilization of its initial properties. It is substantiated that the most effective in terms of impact on the results of the process are the increase in mechanical strength, thermal, physicochemical and granulometric stability of the sinter, which affect the conditions and behavior of the components in the characteristic zones under the corresponding conditions of the blast furnace. The stabilization of the physicochemical characteristics of the sinter is investigated as one of the important factors for ensuring the most rational use of its physicochemical potential when passing through the high-temperature zones of the blast furnace. The key rheological properties of granular flows of the blast furnace charge have been determined, which is important in terms of substantiating effective loading methods and technical solutions for the distribution of charge components in the blast furnace. The influence of the fractional composition of the charge and the ratio of its main components on gas-dynamic conditions has been investigated, especially in the dry zone, the most extensive zone of physicochemical transformations of the blast furnace, which is one of the key factors determining the efficiency of the blast furnace process. The study used theoretical and analytical methods with an emphasis on the physicochemical component, which include analysis, generalization and interpretation of the results obtained in the context of the correspondence of theoretical concepts and provisions to practical results. Consistent ideas about the peculiarities of the behavior of charge components in the blast furnace have been obtained. Comparison of such data obtained by different researchers can be used in the future to identify the relevant parameters. The latter, as indicators that determine the conditions for the rational use of effects, the source of which is the interaction of the useful properties of the physicochemical potential of the initial charge and external factors, will allow us to determine reliable interpretations of phenomena, predict the results and indicators of the blast furnace process. They will also become the basis for scientific substantiation of approaches to the selection of effective methods for stabilizing the properties of the sinter with the establishment of reliable relationships between the methods of loading, distribution of the components of the initial charge and gas-dynamic conditions in the furnace. It is substantiated that to ensure the stability of the blast furnace process, it is necessary to ensure the constancy of the granulometric, chemical composition, mineralogy of the initial iron ore materials (sinter and pellets), coke, as well as high quality and uniformity of the sinter. Systematic control and current regulation of these parameters is the basis for further optimization of the blast furnace process, rational in terms of specific costs of raw materials and energy resources and effective in terms of the results of implementing the properties of its initial physicochemical potential. It has been proven that a stabilized sinter, in particular in terms of size, porosity, strength, and chemical composition, contributes to increasing furnace productivity, reducing fuel consumption, and improving the quality of cast iron by optimizing physicochemical processes in the blast furnace due to the stability of the flow of gases, that are energy carriers, reducing temperature fluctuations in characteristic zones of the furnace, improving the conditions for the reduction of iron oxides, reducing dust formation and iron losses, and saving coke. Generalization of the research results will allow us to clarify the physicochemical features of the interaction of granular flow components in variable blast furnace conditions. У статті досліджено стабілізацію фізико-хімічних властивостей залізорудного агломерату та окатишів, як основних компонентів доменної шихти на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі, що є актуальною проблемою для подальшого удосконалення технології виплавки чавуну. Отримання якісного агломерату є комплексною задачею, а її вирішення базується на стабілізації його вихідних властивостей. Обґрунтовано, що до найбільш ефективних за впливом на результати процесу доцільно віднести підвищення механічної міцності, термічної, фізико-хімічної та гранулометричної стабільності агломерату, які впливають на умови та поведінку компонентів в характерних зонах при відповідних умовах доменної печі. Досліджено стабілізацію фізико-хімічних характеристик агломерату як одного з важливих факторів забезпечення найбільш раціонального використання його фізико-хімічного потенціалу при проходженні через високотемпературні зони доменної печі. Визначено ключові реологічні властивості гранулярних потоків доменної шихти, що є важливим в плані обґрунтування ефективних способів завантаження та технічних рішень щодо розподілу шихтових компонентів в доменній печі. Досліджено вплив фракційного складу шихти та співвідношення основних її компонентів на газодинамічні умови, особливо, в сухій зоні, найбільш протяжної зони фізико-хімічних перетворень доменної печі, що є одним із ключових факторів, що визначають ефективність доменного процесу. У дослідженні застосовано теоретико-аналітичні методи з акцентом на фізико-хімічну складову, які охоплюють аналіз, узагальнення та інтерпретацію отриманих результатів у контексті відповідності теоретичних концепцій та положень практичним результатам. Отримано узгоджені уявлення про особливості поведінки компонентів шихти в доменній печі. Порівняння таких даних, отриманих різними дослідниками, в подальшому, може бути використане для ідентифікації відповідних параметрів. Останні як показники, що визначають умови раціонального використання ефектів, джерелом яких є взаємодія корисних властивостей фізико-хімічного потенціалу вихідної шихти та факторів зовнішньої дії, дозволять визначити надійні інтерпретації явищ, прогнозувати результати та показники доменного процесу. Також, стануть основою для наукового обґрунтування підходів до вибору ефективних способів стабілізації властивостей агломерату з встановленням надійних зв’язків між способами завантаження, розподілу компонентів вихідної шихти та газодинамічними умовами в печі.Обґрунтовано, що для забезпечення стабільності ходу доменного процесу необхідно забезпечити постійність гранулометричного, хімічного складу, мінералогії вихідних залізорудних матеріалів (агломерату та окатишів), коксу, а також високу якість і однорідність агломерату. Систематичний контроль і поточне регулювання цих параметрів є основою для подальшої оптимізації доменного процесу, раціонального за питомими витратами ресурсів сировини та енергії та ефективного за результатами реалізації властивостей його вихідного фізико-хімічного потенціалу. Доведено, що стабілізований, зокрема, за крупністю, пористістю, міцністю, хімічним складом, агломерат сприяє підвищенню продуктивності печі, зниженню витрат палива та поліпшенню якості чавуну шляхом оптимізації фізико-хімічних процесів у доменній печі за рахунок стабільності ходу газів, що є носіями енергії, зниження флуктуацій температури в характерних зонах печі, поліпшення умов відновлення оксидів заліза, зменшення пилоутворення та втрат заліза, економію коксу. Узагальнення результатів досліджень дозволить уточнити фізико-хімічні особливості взаємодії компонентів гранулярних потоків в мінливих умовах доменної печі. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2025-12-30 Article Article application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/301 10.15407/steelcast2025.03-04.028 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 33 No. 3-4 (2025): Metal and Casting of Ukraine; 28-42 Метал та лиття України ; Том 33 № 3-4 (2025): Метал та лиття України; 28-42 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/301/296 Авторське право (c) 2025 А.П. Мішалкін, Д.В. Маловік, В.Г. Чистяков, В.О. Петренко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | доменна піч агломерат гранулометрія мінералогія стабілізація газопроникність енергетичні ресурси Мішалкін, А.П. Маловік, Д.В. Чистяков, В.Г. Петренко, В.О. Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі |
| title | Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі |
| title_alt | Analysis of the Influence of Stabilization of Sinter Initial Properties on Physicochemical Processes in the Characteristic Zones of a Blast Furnace |
| title_full | Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі |
| title_fullStr | Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі |
| title_full_unstemmed | Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі |
| title_short | Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі |
| title_sort | аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі |
| topic | доменна піч агломерат гранулометрія мінералогія стабілізація газопроникність енергетичні ресурси |
| topic_facet | Blast furnace sinter granulometry mineralogy stabilization gas permeability energy resources charge loading доменна піч агломерат гранулометрія мінералогія стабілізація газопроникність енергетичні ресурси |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/301 |
| work_keys_str_mv | AT míšalkínap analysisoftheinfluenceofstabilizationofsinterinitialpropertiesonphysicochemicalprocessesinthecharacteristiczonesofablastfurnace AT malovíkdv analysisoftheinfluenceofstabilizationofsinterinitialpropertiesonphysicochemicalprocessesinthecharacteristiczonesofablastfurnace AT čistâkovvg analysisoftheinfluenceofstabilizationofsinterinitialpropertiesonphysicochemicalprocessesinthecharacteristiczonesofablastfurnace AT petrenkovo analysisoftheinfluenceofstabilizationofsinterinitialpropertiesonphysicochemicalprocessesinthecharacteristiczonesofablastfurnace AT míšalkínap analízvplivustabílízacíívihídnihvlastivostejaglomeratunafízikohímíčníprocesivharakternihzonahdomennoípečí AT malovíkdv analízvplivustabílízacíívihídnihvlastivostejaglomeratunafízikohímíčníprocesivharakternihzonahdomennoípečí AT čistâkovvg analízvplivustabílízacíívihídnihvlastivostejaglomeratunafízikohímíčníprocesivharakternihzonahdomennoípečí AT petrenkovo analízvplivustabílízacíívihídnihvlastivostejaglomeratunafízikohímíčníprocesivharakternihzonahdomennoípečí |