Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-5980662010.12737/12594Машиностроение и машиноведениеMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМашиностроение и машиноведениеImpact of using metallized iron ore pellets to increase the efficiency of electric arc furnaceМеталлизованные железорудные окатыши и повышение эффективности их применения при электроплавке стали в дуговой печиМеркерЭдуард ЭдгаровичMerkerEduard Эдгаровичmerker@inbox.ruКемАлександр ЮрьевичKemAlexander Юрьевичakem@dstu.edu.ruСтепановВиктор АлександровичStepanovViktor АлександровичViktor1990_31@mail.ruКрахт Людмила НиколаевнаKrakht Lyudmila Николаевнаlkrakht@mail.ru30092015300920151533540https://zh-szf.ru/en/nauka/article/6620/view
Цель работы — установить влияние металлургических
свойств металлизованных окатышей и способа их подачи в
ванну дуговой печи на интенсификацию нагрева и плавле-
ния железорудных металлизованных окатышей (ЖМО) в
шлакометаллическом расплаве агрегата. Предложен способ
подачи окатышей через осевые каналы электродов, позво-
ляющий одновременно с окатышами подавать в зону плав-
ления ЖМО через отверстия в электродах сыпучие добавоч-
ные материалы (известь, коксик, окалину и др.). Таким обра-
зом обеспечиваются условия полного погружения дуг в об-
разующийся вспененный шлак. Исследовано влияние окси-
дов железа различного фазового и химического составов на
пластические свойства окатышей. Установлено, что инвари-
антность микроструктуры офлюсованных окатышей, в том
числе фазового состава связки, определяется уровнем офлю-
сования и различием валентных состояний железа. Повыше-
ние эффективности плавления ЖМО достигается путем по-
дачи в шлакометаллическую ванну окатышей с улучшенны-
ми физико-химическими и технологическими свойствами, а
также добавочных материалов через осевые каналы элек-
тродов
The work objective is to determine the effect of the metallurgical
properties of iron-rich pellets and of the method of their
submission to the arc furnace bath on the intensification of the
heating and melting of the iron metallized pellets (IMP) in the
slag-metal melt unit. A method of supplying pellets through the
electrode axial passages that allows, simultaneously with the
pellets, feeding supplementary bulk materials (lime, coke fines,
scale, etc.) to the IMP melting zone through the holes in the
electrodes is offered. Thus, the conditions of the full immersion
of the arcs into the formed foaming slag are provided. The
effect of iron oxides of various phase and chemical compositions
on the plastic properties of pellets is investigated. It is
found that the microstructure invariance of fluxed pellets including
the bonded phase composition is determined by the
level of fluxing and the difference of the iron valent states.
Improvement in the efficiency of IMP melting is achieved by
feeding pellets with improved physicochemical and technological
properties, as well as supplementary materials, into the slagmetal
bath through the axial passages of the electrodes
Введение. На современном этапе развития электросталеплавильного производства активно применяются технологииэлектроплавки железорудных металлизованных окатышей (ЖМО) в дуговых печах. П ри э том серьезное вниманиеуделяется вопросам достижения высоких технико-экономических показателей, повышения качества металлопродук-ции и снижения энергоемкости производства [1, 2]. В работах [3, 4] приведены данные по результатам исследованийпластических свойств ЖМО при восстановлении, представлены особенности микроструктуры обожженных и метал-лизованных окатышей. Установлено, что проявляющиеся при восстановлении пластические свойства окатышей опре-деляются в первую очередь их микроструктурой, включающей поровое пространство, и фазовым составом связок.В этой связи цель настоящей работы — установить, каким образом металлургические свойства металлизо-ванных окатышей и способ их подачи в ванну дуговой печи влияют на интенсификацию нагрева и плавления ЖМО вшлакометаллическом расплаве агрегата.
Меркер, Э. Э. Электроплавка металлизованных окатышей в дуговой печи / Э. Э. Меркер, Е. А. Черменев. - Старый Оскол : Тонкие наукоемкие технологии, 2015. - 320 с.Merker, E.E., Chermenev, E.A. Elektroplavka metallizovannykh okatyshey v dugovoy pechi. [Electrosmelting of metallized pellets in arc furnace.] Staryy Oskol: Tonkie naukoemkie tekhnologii, 2015, 320 p. (in Russian).Меркер, Э. Э. Энергосберегающие условия плавления металлизованных окатышей в ванне дуговой печи / Э. Э. Меркер // Черная металлургия. - 2008. - № 1. - С. 35-39.Merker, E.E. Energosberegayushchie usloviya plavleniya metallizovannykh okatyshey v vanne dugovoy pechi.[Energy-saving conditions for melting metallized pellets in the arc furnace bath.] Chernaya metallurgiya, 2008, no. 1, pp. 35-39 (in Russian).Результаты исследований пластических свойств окатышей при восстановлении / А. С. Тимофеева [и др.] // Сталь. - 2008. - № 2. - С. 2-3.Timofeyeva, A.S., et al. Rezul´taty issledovaniy plasticheskikh svoystv okatyshey pri vosstanovlenii. [Results of the research of pellet plastic properties under reduction.] Stal´, 2008, no. 2, pp. 2-3 (in Russian).Микроструктура обожженных и металлизованных окатышей / Л. Н. Крахт // Известия вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 10. - С. 7-8.Krakht, L.N., et al. Mikrostruktura obozhzhennykh i metallizovannykh okatyshey. [Microstructure of the fired and metallized pellets.] Izvestia. Ferrous Metallurgy, 2007, no. 10, pp. 7-8 (in Russian).Меркер, Э. Э. Повышение эффективности электроплавки стали путем подачи металлизованного сырья в зону высоких температур через каналы в электродах дуговой печи / Э. Э. Меркер, В. А. Степанов // Черная металлургия. - 2014. - № 1. - С. 41-49.Merker, E.E., Stepanov, V.A. Povyshenie effektivnosti elektroplavki stali putem podachi metallizovannogo syr´ya v zonu vysokikh temperatur cherez kanaly v elektrodakh dugovoy pechi. [Improving the efficiency of steel electric smelting by supplying metallized raw material in the high temperature zone through channels in the arc furnace electrodes.] Chernaya metallurgiya, 2014, no. 1, pp. 41-49 (in Russian).Пузанов, В. П. Структурообразование из мелких материалов с участием жидких фаз / В. П. Пузанов, В. А. Кобелев. - Екатеринбург : Уральский институт металлов, 2001. - 634 с.Puzanov, V.P., Kobelev, V.A. Strukturoobrazovanie iz melkikh materialov s uchastiem zhidkikh faz. [Structurization of fine materials with liquid phases.] Ekaterinburg: Ural Institute of Metals, 2001, 634 p. (in Russian).Меркер, Э. Э. Особенности технологии электроплавки окатышей в дуговой печи / Э. Э. Меркер, А. В. Сазонов, А. А. Гришин // Известия вузов. Черная металлургия. - 2008. - № 2. - С. 21-23.Merker, E.E., Sazonov, A.V., Grishin, A.A. Osobennosti tekhnologii elektroplavki okatyshey v dugovoy pechi. [Technology features of electric smelting of pellets in arc furnace.] Izvestia. Ferrous Metallurgy, 2008, no. 2, pp. 21- 23 (in Russian).