Аналіз впливу стабілізації вихідних властивостей агломерату на фізико-хімічні процеси в характерних зонах доменної печі

Анотація

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.