RU2492246C2 - Method of producing ferrous metals - Google Patents

Method of producing ferrous metals Download PDF

Info

Publication number
RU2492246C2
RU2492246C2 RU2012140988/02A RU2012140988A RU2492246C2 RU 2492246 C2 RU2492246 C2 RU 2492246C2 RU 2012140988/02 A RU2012140988/02 A RU 2012140988/02A RU 2012140988 A RU2012140988 A RU 2012140988A RU 2492246 C2 RU2492246 C2 RU 2492246C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
omk
heated
furnace
ferrous metal
Prior art date
Application number
RU2012140988/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012140988A (en
Inventor
Владимир Иванович Лунёв
Александр Иванович Усенко
Original Assignee
Владимир Иванович Лунёв
Александр Иванович Усенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Иванович Лунёв, Александр Иванович Усенко filed Critical Владимир Иванович Лунёв
Priority to RU2012140988/02A priority Critical patent/RU2492246C2/en
Publication of RU2012140988A publication Critical patent/RU2012140988A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2492246C2 publication Critical patent/RU2492246C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method of making ferrous metals in liquid, pasty and solid form exploits the magnetic activity of metal heated to 650-860°C of iron-ore.
EFFECT: higher efficiency of processing roasting-magnetic concentrate at pyrometallurgy plants.
10 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно - к пирометаллургическому переделу бурожелезняковых руд оолитового строения.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to a pyrometallurgical redistribution of brown iron ore ores of an oolitic structure.

Современное состояние сырьевой обеспеченности потребностей действующих металлургических комбинатов характеризуется истощением запасов богатых железом и свободных от вредных примесей руд. Это обстоятельство стимулирует разработку технологий вовлечения в состав железорудного сырья многомиллиардных запасов и ресурсов бурожелезняковых руд оолитового строения.The current state of the raw material supply of the needs of existing metallurgical plants is characterized by the depletion of reserves of iron-rich and free of harmful impurities ores. This circumstance stimulates the development of technologies for the involvement of multibillion reserves and resources of brown iron ore ores of the oolite structure in the composition of iron ore.

Геолого-технологическое исследование керченских (Украина), лисаковских и аятских (Казахстан), бакчарских (Россия) бурых железняков показали, что эти руды при содержании железа 25-45% Fe имеют в своем составе большие количества жильных минералов, фосфора, щелочных элементов. Такие природные особенности исходного продукта требуют проведения в течение цикла пирометаллургического передела сырья дополнительных процедур по обогащению его полезным компонентом и освобождению от вредных примесей, ухудшающих процессинг и качество получаемых продуктов.Geological and technological research of Kerch (Ukraine), Lisakovsky and Ayat (Kazakhstan), Bakchar (Russia) brown iron ore showed that these ores, with an iron content of 25-45% Fe, contain large amounts of vein minerals, phosphorus, and alkaline elements. Such natural features of the initial product require additional procedures during the pyrometallurgical redistribution of raw materials to enrich it with a useful component and to free from harmful impurities that impair the processing and quality of the resulting products.

Одной из таких дополнительных процедур, апробированной на стадиях научно-исследовательских, опытных и опытно-промышленных работ на всех природных типах руд, упомянутых выше, является технология получения обжиг-магнитного концентрата (ОМК). До настоящего времени не предложено универсальной схемы реализации этой технологии, даже для одного природного типа руд (см., например: Парфенов A.M., Юденич Т.И. Обогащение и агломерация аятских бурых железняков // Оолитовые бурые железняки Кустанайской области и пути их использования. / Под ред. И.П.Бардина. - М.: Изд. АН СССР, 1956. - с.149-188; Жунусова К.Э., Мухтар А.А., Альжанов М.К., Ким В.А. Применение различных методов анализа для выявления особенностей поведения бурожелезняковых руд Аятского месторождения при обжиг-манитном обогащении / Обогащение руд, №6, 2009). Это положение объясняется изменяющимися требованиями к «хорошим» экономике, экологии, качеству продуктов пирометаллургического передела, а также присущей всем природным типам бурожелезняковых руд оолитового строения проблемой сходства свойств и структуры сросшихся железосодержащих и жильных минералов.One of such additional procedures, tested at the stages of research, experimental and pilot industrial work on all natural types of ores mentioned above, is the technology for producing firing-magnetic concentrate (OMK). To date, no universal scheme for the implementation of this technology has been proposed, even for one natural type of ore (see, for example: Parfenov AM, Yudenich T.I. Enrichment and agglomeration of ayat brown iron ore // Oolitic brown iron ore of the Kustanai region and ways to use them. / Edited by I.P. Bardin. - M.: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1956. - p.149-188; K. Zhunusova, A.A. Mukhtar, M.K. Alzhanov, and Kim V.A. The use of various analysis methods to identify the behavior of brown iron ore ores of the Ayat deposit during firing-mannite beneficiation / Enrichment ore, No. 6, 2009). This situation is explained by the changing requirements for a “good” economy, ecology, the quality of the products of the pyrometallurgical redistribution, as well as the problem of the similarity of properties and structure of fused iron-containing and vein minerals inherent in all natural types of brown-iron ore of the oolitic structure.

Конкретные проявления всех сложностей получения черного металла при пирометаллургическом переделе по аглодоменной схеме бурожелезняковых руд оолитового строения можно проиллюстрировать на опыте Казахских предприятий - Лисаковского горно-обогатительного комбината (ЛисГОК) и Карагандинского металлургического комбината (КарМК).The specific manifestations of all the difficulties in obtaining ferrous metal during pyrometallurgical redistribution according to the sintering scheme of brown iron ore of an oolitic structure can be illustrated by the experience of Kazakh enterprises - Lisakovsky Mining and Processing Plant (LisGOK) and Karaganda Metallurgical Plant (KarMK).

С 1975 г. основной железорудной базой КарМК служило Лисаковское месторождение бурых железняков (Казахстан, Кустанайская область). Для ЛисГОКа Институтом «Механобр» и рядом других исследовательских и промышленных предприятий были выполнены работы по разработке и выбору технологий обогащения лисаковской руды. По результатам технико-экономических расчетов была выбрана схема гравитационно-магнитного обогащения. Лисаковский гравитационно-магнитный концентрат (ЛГМК) до 1994 года составлял основу сырьевой базы КарМК, производившего около 9,8 млн тонн офлюсованного агломерата при использовании 5,3 млн тонн ЛГМК и 3,0 млн тонн необогащенных железистых руд Атасуйского ГОКа.Since 1975, the main iron ore base of KarMK has been the Lisakovskoye deposit of brown iron ore (Kazakhstan, Kustanai region). For LisGOK, the Mechanobr Institute and a number of other research and industrial enterprises carried out work on the development and selection of Lisakovsky ore dressing technologies. Based on the results of technical and economic calculations, a scheme of gravitational magnetic enrichment was chosen. Until 1994, the Lisakovsk Gravitational Magnetic Concentrate (LGMK) was the basis of KarMK’s raw material base, which produced about 9.8 million tons of fluxed sinter using 5.3 million tons of LGMK and 3.0 million tons of unenriched iron ore from the Atasuisky GOK.

Для передела железорудного сырья использовались: аглофабрика №2 (доля ЛГМК 80-85%); доменные печи №3 и №4 (доля агломерата аглофабрики №2 95-98%); переработка чугуна с содержанием фосфора свыше 1,0% осуществлялась 300-тонными конверторами.For the redistribution of iron ore raw materials were used: sinter plant No. 2 (LGMK share 80-85%); blast furnaces No. 3 and No. 4 (the proportion of sinter agglomerate No. 2 95-98%); Cast iron with a phosphorus content of more than 1.0% was processed by 300-ton converters.

Для выбора оптимальной глубины обогащения лисаковского сырья к пирометаллургическому переделу на КарМК по предложению исследовательских и проектных организаций было принято решение о разработке опытно-промышленной технологии и строительстве на ЛисГОКе опытно-промышленных установок обжиг-магнитного обогащения, производящих лисаковский обжиг-магнитный концентрат (ЛОМК).To select the optimal depth of enrichment of Lisakovsky raw materials for pyrometallurgical redistribution at KarMK, at the suggestion of research and design organizations, it was decided to develop a pilot-industrial technology and construct pilot-firing magnetic beneficiation plants at LisGOK producing Lisakovsky firing-magnetic concentrate (LOMK).

Опытно-промышленная установка обжиг-магнитного обогащения с использованием в качестве теплового агрегата печи ступенчато взвешенного слоя (СВС-1,0) работала с 1975 года по 1992 год. Проектная производительность установки по сырой руде - 1 млн тонн в год.A pilot industrial plant for firing magnetic enrichment using a step-weighted layer (SHS-1.0) as a heat unit of the furnace worked from 1975 to 1992. The design capacity of the crude ore plant is 1 million tons per year.

За этот период было переработано 7 млн тонн сырой руды и произведено 3 млн тонн ЛОМК с содержанием железа 61,8%; кремнезема - 5,4%; глинозема - 5,8%; фосфора - 0,85%. До 1991 года установка работала рентабельно. С увеличением цен на топливо и энергоносители ЛисГОК вынужден был прекратить ее работу, так как производство ЛОМК стало убыточным.During this period, 7 million tons of raw ore were processed and 3 million tons of LOMK were produced with an iron content of 61.8%; silica - 5.4%; alumina - 5.8%; phosphorus - 0.85%. Until 1991, the installation worked cost-effectively. With an increase in fuel and energy prices, LisGOK was forced to stop its operation, as the production of LOMK became unprofitable.

Опытные плавки, проводимые КарМК с использованием ЛОМК, показали, что совместно с увеличением содержания железа происходит рост содержания глинозема (в доменной плавке до 19,0-22,6%). Это обстоятельство вызывает проблемы в отработке продуктов плавки. Но, принципиально, была доказана возможность переработки этого вида материалов. В период с 1981 по 1985 годы на КарМК были произведены промышленные плавки ЛОМК, подготовленного к доменному процессу различными способами окускования (агломераты КарМК, автоклавированные окатыши ЛисГОКа; обожженные окатыши Соколовско-Сарбайского ГОКа).Experimental melts conducted by KarMK using LOMK showed that together with an increase in the iron content, an increase in the alumina content occurs (in blast furnace smelting to 19.0-22.6%). This fact causes problems in the development of smelting products. But, in principle, the possibility of processing this type of material has been proven. In the period from 1981 to 1985, KarMK produced industrial melts of LOMK prepared for the blast furnace process using various agglomeration methods (KarMK agglomerates, autoclaved pellets of LisGOK; fired pellets of the Sokolovsko-Sarbaisky GOK).

За период с 1975 по 1995 годы ЛисГОК совместно с рядом научно-исследовательских институтов СССР выполнил комплекс научно-исследовательских работ по совершенствованию технологий переработки ЛГМК и ЛОМК. Целью этих работ ставилось преодоление основных недостатков металлургического передела лисаковского железорудного сырья:During the period from 1975 to 1995, LisGOK, together with a number of research institutes of the USSR, carried out a series of research works to improve the processing technologies of LGMK and LOMK. The aim of these works was to overcome the main disadvantages of the metallurgical redistribution of Lisakovsky iron ore:

- низкое содержание железа, повышенный глинозем и фосфор, прочно связанные с гидрогетитом;- low iron content, increased alumina and phosphorus, strongly associated with hydrogetite;

- высокое содержание гигроскопической и гидратной влаги (для ЛГМК);- high hygroscopic and hydrated moisture content (for LGMK);

- плохая комкуемость и низкая газопроницаемость слоя концентрата;- poor clumping and low gas permeability of the concentrate layer;

- повышенный расход топлива в агломерационном и доменном производствах;- increased fuel consumption in the sinter and blast furnaces;

- повышенный расход извести, высокие потери железа, низкая стойкость конверторов, пониженный выход годного в конверторном цехе.- increased consumption of lime, high iron loss, low durability of converters, reduced yield in the converter shop.

Вышеперечисленные недостатки лисаковского сырья приводили к повышению на 20-25% себестоимости производимой на КарМК стали по сравнению с другими металлургическими предприятиями СССР. В условиях плановой экономики и стабильных цен на энергоносители фосфористый чугун КарМК переплавлялся в сталь с фиксированными издержками.The above disadvantages of Lisakovsky raw materials led to a 20-25% increase in the cost of steel produced at KarMK compared to other metallurgical enterprises of the USSR. Under the conditions of a planned economy and stable energy prices, KarMK phosphor cast iron was smelted into steel at fixed costs.

Технико-экономические расчеты, выполненные по результатам НИОКР, показали, что ЛОМК не может конкурировать с железорудным сырьем, полученным из природных магнетитовых руд. По оценке Института «ГИПРОМЕЗ» (г.Москва) приведенные затраты на производство ЛОМК превышали в 1,5 раза допустимое значение. Основная составляющая затрат была представлена энергозатратами и топливом, которые составляли более половины всех издержек производства. Удельные расходы на 1 тонну ЛОМК составили: природного газа - 71 куб.м; угля - 200 кг; электроэнергии 110 кВт.ч.Technical and economic calculations performed according to the results of R&D showed that LOMK cannot compete with iron ore raw materials obtained from natural magnetite ores. According to the Institute “GIPROMEZ” (Moscow), the above costs for the production of LOMK exceeded 1.5 times the permissible value. The main component of the costs was represented by energy costs and fuel, which accounted for more than half of all production costs. Unit costs per 1 ton of LOMK amounted to: natural gas - 71 cubic meters; coal - 200 kg; electric power 110 kWh

С 1992 года ЛисГОК поставляет КарМК только ЛГМК.Since 1992, LisGOK supplies KarMK only LGMK.

В период становления рыночной экономики произошло существенное снижение потребления ЛГМК в аглодоменной шихте до 100-120 тыс тонн в месяц (при производственной мощности ЛисГОКа до 400 тыс тонн в месяц).During the formation of a market economy, there was a significant decrease in the consumption of LGMK in the sintering furnace charge to 100-120 thousand tons per month (with the production capacity of LisGOK up to 400 thousand tons per month).

Это снижение потребности ЛГМК до уровня экономической целесообразности - 20÷30% в железорудной части доменной шихты при одношлаковом режиме выплавки стали в конверторном цехе обусловлено технико-экономическими показателями конверторного передела в зависимости от доли ЛГМК в шихте. Оказалось, что при увеличении доли ЛГМК с 23 до 80% показатели меняются следующим образом:This reduction in the demand of LGMK to the level of economic feasibility - 20-30% in the iron ore part of the blast furnace charge under the single-slag mode of steel smelting in the converter shop is due to the technical and economic indicators of the converter redistribution depending on the share of LGMK in the charge. It turned out that with an increase in the share of LGMK from 23 to 80%, the indicators change as follows:

- расход чугуна на тонну стали возрастает с 825 до 840 кг;- cast iron consumption per ton of steel increases from 825 to 840 kg;

- выход годного снижается с 89 до 85,5%;- the yield decreases from 89 to 85.5%;

- выход конверторного шлака увеличивается со 150 до 250 кг на тонну готовой стали;- the output of converter slag increases from 150 to 250 kg per ton of finished steel;

- расход извести увеличивается с 58 до 115 кг/т;- lime consumption increases from 58 to 115 kg / t;

- в 2 раза возрастает расход огнеупоров на футеровку;- 2 times increases the consumption of refractories for lining;

- расход кислорода увеличивается с 63 до 70 м3/мин.- oxygen consumption increases from 63 to 70 m 3 / min.

В настоящее время лисаковский концентрат для аглодоменного передела получают по комбинированной схеме - гравитационное разделение с выходом концентрата 30-35% и содержанием железа 48-49% Fe с последующим восстановительным обжигом, магнитным разделением и гравитационными хвостами.Currently, the Lisakovsky concentrate for sintering redistribution is obtained according to a combined scheme - gravity separation with a yield of concentrate of 30-35% and an iron content of 48-49% Fe followed by reduction firing, magnetic separation and gravity tails.

Эта схема снижает эксплуатационные расходы, но не решает таких проблем как, например, проблему увеличения содержания глинозема в доменном шлаке, что при высоком приходе серы с другими железорудными материалами снижает возможность получения чугуна высокого качества.This scheme reduces operating costs, but does not solve such problems as, for example, the problem of increasing the alumina content in blast furnace slag, which, with a high sulfur input with other iron ore materials, reduces the possibility of producing high-quality cast iron.

Анализ сорокалетнего опыта пирометаллургического передела лисаковских руд дает основание обратить внимание на возможность более эффективного применения внедоменного передела предполагаемых к промышленному освоению аятских и бакчарских бурых железняков оолитового строения.An analysis of forty years of experience in the pyrometallurgical redistribution of Lisakovsky ores gives grounds to draw attention to the possibility of more efficient application of the non-redistributed redistribution of the oyolitic ayat and Bakchar brown iron ore intended for industrial development.

По мнению главного аглодоменщика АМСТ (ранее КарМК) в 2003-2006 гг. Борисенко В.А. в отношении перспектив использования бакчарского железорудного сырья «несмотря на положительный опыт КарМК при переработке этого сырья в аглодоменном переделе, наилучший эффект может быть достигнут в получении высокожелезистых металлизированных материалов, при условии разделения фосфора и железа при разрушении оолитов, и выделении шлакообразующих в отдельную фазу с поглощением фосфора. Полученный продукт в виде окатышей, брикетов или гранул может быть использован в электропечах для производства стали. Судя по литературным данным и по металлургическим свойствам железорудного сырья наиболее подходит для этого процесс твердофазного восстановления после предварительной дегидратации гидрогетита».According to the chief agglomeration manager AMST (formerly KarMK) in 2003-2006. Borisenko V.A. regarding the prospects for the use of Bakchar iron ore raw materials “despite the positive experience of KarMK in the processing of this raw material in sintering, the best effect can be achieved in the production of highly iron metallized materials, provided that phosphorus and iron are separated when oolites are destroyed, and slag-forming is separated into a separate phase with absorption phosphorus. The resulting product in the form of pellets, briquettes or granules can be used in electric furnaces for the production of steel. Judging by the literature data and the metallurgical properties of iron ore, the process of solid-phase reduction after the preliminary dehydration of hydrogetite is most suitable for this. "

Металлург Michiel Freislich, представитель австралийской фирмы НАТН, специализирующийся на проектировании металлургических производств, также считает внедоменный передел бакчарской руды (по схеме: обогащение - окатыши - прямовосстановленное железо - электродуговая печь) наиболее оптимальным вариантом реализации Бакчарского проекта (частное сообщение, Томск, Томская горно-добывающая компания, 2007 г.).Metallurgist Michiel Freislich, a representative of the Australian company NATN, specializing in the design of metallurgical industries, also considers the introduced redistribution of Bakchar ore (according to the scheme: beneficiation - pellets - direct-reduced iron - electric arc furnace) the most optimal option for the implementation of the Bakchar project (private communication, Tomsk, Tomsk mining mining company, 2007).

Более подробно технические решения рассмотрены в работе Технологические проблемы и перспективы освоения Бакчарского проявления железных руд/Сборник статей, посвященных 50-летию открытия Западно-Сибирского железорудного бассейна и Бакчарского проявления железных руд // Сост.: В.И.Лунев. Под общей ред. В.Г. Емешева, М.С. Паровинчака; научн. ред.: В.И.Лунев, А.И.Усенко. - Томск: ООО «НПО «ТомГДКруда», 2008. - 386 с. - Рук. Деп. в Депозитарии МГГУ. - Справка №654109-08 от 30.06.2008.Technical solutions are considered in more detail in the work Technological problems and prospects for the development of the Bakcharsky manifestation of iron ores / Collection of articles devoted to the 50th anniversary of the opening of the West Siberian iron ore basin and the Bakcharsky manifestation of iron ores // Comp .: V.I. Lunev. Under the general ed. V.G. Emesheva, M.S. Parovinchak; scientific Ed .: V.I. Lunev, A.I.Usenko. - Tomsk: LLC NPO TomGDKruda, 2008. - 386 p. - Hands. Dep. at the Moscow State University Depository. - Information No. 654109-08 from 06/30/2008.

Укрепившееся в последние годы мнение специалистов о целесообразности применения внедоменного пирометаллургического передела оолитовых бурых железняков является новой тенденцией в черной металлургии (см., например, в сорокалетней ретроспективе, источники: Внедоменное получение железа за рубежом. - М., 1964; Металлургические мини-заводы/Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. - Донецк: Изд. «Норд-Пресс», 2005).The opinion of experts that has been strengthened in recent years about the advisability of using the introduced pyrometallurgical redistribution of brown oolitic iron ore is a new trend in ferrous metallurgy (see, for example, in the forty-year retrospective, sources: Extrasystemic production of iron abroad. - M., 1964; Metallurgical mini-plants / Smirnov A.N., Safonov V.M., Dorokhova L.V., Tsuprun A.Yu. - Donetsk: Nord-Press Publishing House, 2005).

Принимая упомянутые выше способы аглодоменного передела лисаковских, аятских, бакчарских бурожелезняковых руд оолитового строения в черный металл за аналоги, используем в качестве прототипа патент RU 2402499, где на с.8 и фиг.7 описания изобретения приведены сведения об использовании охлажденного обжиг-магнитного концентрата (ОМК) по схеме внедоменного пирометаллургического передела.Taking the above-mentioned methods for sintering redistribution of Lisakovsky, Ayatsky, Bakcharsky brown iron-ore ores of the oolitic structure into ferrous metal as analogues, we use patent RU 2402499 as a prototype, where on page 8 and Fig. 7 of the description of the invention information is given on the use of cooled calcined magnetic concentrate ( OMK) according to the scheme of introduced pyrometallurgical redistribution.

Согласно прототипа оолиты раскрываются при совместном высокотемпературном обжиге руды и клинкерных минералов, оплавляются, образуя рудоклинкерные спеки, в которых рудные жильные минералы и фосфор переходят в состав клинкерного материала, затем спеки охлаждаются до температур 650-860°С, измельчаются, помол магнитной сепарацией разделяется на клинкер и рудный концентрат, концентрат охлаждается, комкуется в окатыши, гранулы или в горячебрикетированное железо (HBI), из которых получают прямовосстановленное железо (DRI) и сталь.According to the prototype, oolites are revealed during the joint high-temperature roasting of ore and clinker minerals, are melted to form ore-clinker specs, in which ore vein minerals and phosphorus become part of the clinker material, then the specs are cooled to temperatures of 650-860 ° С, crushed, and the grinding is separated by magnetic separation into clinker and ore concentrate, the concentrate is cooled, crumpled into pellets, granules or hot briquetted iron (HBI), from which directly reduced iron (DRI) and steel are obtained.

Поставлена задача - повысить эффективность использования ОМК в пирометаллургическом переделе бурожелезняковых руд оолитового строения по внедоменной схеме.The task is to increase the efficiency of using OMK in the pyrometallurgical redistribution of brown-iron ore of the oolitic structure according to the introduced scheme.

Поставленная задача решается посредством использования магнитно-теплового потенциала физических полей, фомирующегося в процессе обжига руды и контролируемого охлаждения ОМК. Нагретость и намагниченность ОМК интенсифицируют протекание пирометаллургических процессов за счет более точного и быстрого ввода ОМК в активную зону процесса, скоростного разогрева ОМК в активной зоне, привносу в процесс физического тепла и сокращения затрат на процесс энергоносителей и материалов.The problem is solved by using the magnetic-thermal potential of physical fields formed in the process of ore roasting and controlled cooling of OMK. The heating and magnetization of OMK intensify the course of pyrometallurgical processes due to a more accurate and faster introduction of OMK into the active zone of the process, high-speed heating of OMK in the core, introduction of physical heat into the process, and reduction of costs for the process of energy carriers and materials.

По п.1 формулы изобретения очищенный от жильных минералов и вредных примесей ОМК подается в пирометаллургический процесс в нагретом до 650-860°С виде, где, попадая под силовое действие магнитных полей пирометаллургических установок в активной зоне, претерпевает целевые металлургические изменения: преобразуется в жидкий металл (сталь); тестообразный металл (крицу); твердое горячебрикетированное железо (HBI) и прямовосстановленное железо (DRI). При необходимости для получения стали используют кроме ОМК крицу, HBI, DRI, а получая крицу - добавляют HBI.According to claim 1 of the invention, OMK purified from vein minerals and harmful impurities is fed into the pyrometallurgical process in a form heated to 650-860 ° C, where, under the force of magnetic fields of pyrometallurgical plants in the active zone, it undergoes targeted metallurgical changes: it is converted into liquid metal (steel); pasty metal (critsu); solid hot briquetted iron (HBI) and direct reduced iron (DRI). If necessary, to obtain steel, in addition to OMK, kritu, HBI, DRI are used, and when receiving the krit, HBI is added.

По п.2 формулы изобретения черный металл получают в жидком виде путем подачи ОМК в зону горения дуги электродуговой сталеплавильной печи.According to claim 2, the ferrous metal is obtained in liquid form by supplying OMK to the arc burning zone of an electric arc steelmaking furnace.

По п.3 формулы изобретения черный металл получают в тестообразном виде (в виде крицы или кричного железа) путем подачи ОМК в индукционную тигельную печь.According to claim 3, the ferrous metal is obtained in a pasty form (in the form of crits or critical iron) by supplying OMK to an induction crucible.

По п.4 формулы изобретения черный металл получают в твердом виде в форме горячебрикетированного железа (HBI) путем подачи ОМК в брикетный пресс с магнитоактивными пресс-формами.According to claim 4, the ferrous metal is obtained in solid form in the form of hot briquetted iron (HBI) by supplying OMK to a briquette press with magnetically active molds.

По п.5 формулы изобретения черный металл в жидком виде получают путем дополнительной подачи в электродуговую сталеплавильную печь кричного железа, нагретого до температур 1250-1350°С.According to claim 5, the ferrous metal in liquid form is obtained by additional supply to the electric arc steel furnace of critical iron heated to temperatures of 1250-1350 ° C.

По п.6 формулы изобретения черный металл в жидком виде получают путем дополнительной подачи в электродуговую сталеплавильную печь горячебрикетированного железа (HBI), нагретого до температур 650-860°С.According to claim 6, ferrous metal in liquid form is obtained by additionally supplying hot briquette iron (HBI) heated to temperatures of 650-860 ° C to the electric arc steel furnace.

По п.7 формулы изобретения черный металл в жидком виде получают путем подачи в электродуговую сталеплавильную печь горячего ОМК, нагретого до температур 750-860°С, горячебрикетированного железа (HBI), нагретого до температур 750-860°С и полученного из горячего ОМК, горячего кричного железа, нагретого до температур 1250-1350°С и полученного из горячего ОМК.According to claim 7, ferrous metal in liquid form is obtained by feeding hot OMK heated to temperatures of 750-860 ° C, hot briquetted iron (HBI) heated to temperatures of 750-860 ° C and obtained from hot OMK into an electric arc steelmaking furnace, hot critical iron heated to temperatures of 1250–1350 ° C and obtained from hot OMK.

По п.8 формулы изобретения черный металл в виде кричного железа получают путем дополнительной подачи в индукционную печь горячебрикетированного железа (HBI), нагретого до температур 750-860°С.According to claim 8, ferrous metal in the form of cryogenic iron is obtained by additional supply of hot briquette iron (HBI) to an induction furnace heated to temperatures of 750-860 ° C.

По п.9 формулы изобретения черный металл в твердом виде получают путем обработки ковкой или прессовкой в восстановительной среде кричного железа при температуре 1250-2350°С.According to claim 9, the solid metal is obtained in solid form by treatment by forging or pressing in a reducing medium of critical iron at a temperature of 1250-2350 ° C.

По п.10 формулы изобретения черный металл в жидком виде получают путем подачи в магнитоактивную восстановительную шахтную печь горячебрикетированного железа (HBI), нагретого до температур, близких к точке Кюри для железа, и, при необходимости, окатышей, получения из HBI и окатышей прямовосстановленного железа (DRI) и подачи DRI, возможно совместно с HBI, в сталеплавильную электрическую печь.According to claim 10 of the invention, ferrous metal in liquid form is obtained by supplying hot briquette iron (HBI) to a magnetically active reduction shaft furnace, heated to temperatures close to the Curie point for iron, and, if necessary, pellets, obtaining directly reduced iron from HBI and pellets (DRI) and feeding DRI, possibly in conjunction with HBI, to a steelmaking electric furnace.

Рассмотрим более подробно порядок осуществления упомянутых выше вариантов способа получения черного металла.Consider in more detail the implementation of the above options for a method of producing ferrous metal.

Ретроспективный анализ истории вопроса (см., например: Тациенко П.А. Подготовка труднообогатимых железных руд. - М.: Недра,, 1979; Тациенко П.А. Обжиг руд и концентратов. -М.: Недра, 1985; Юсфин Ю.С., Гиммельфарб А.А., Пашков Н.Ф. Новые способы получения металла. - М.: Металлургия, 1994; Курунов И.Ф., Савчук Н.А. Состояние и перспектива бездоменной металлургии железа. - М.: Черметинформация, 2002) показал, что такие главные участники пирометаллургической технологии как железорудное сырье и перерабатывающие его установки могу находиться одновременно в магнитоактивных состояниях. Таким образом, имеется возможность использовать свойство электромагнитного взаимодействия магнитоактивного сырья и магнитоактивной установки для влияния на ход и результат пирометаллургического процесса в целях повышения его эффективности.A retrospective analysis of the history of the issue (see, for example: Tatsienko P.A. Preparation of refractory iron ores. - M .: Nedra ,, 1979; Tatsienko P.A. Ore and concentrate roasting. -M .: Nedra, 1985; Yusfin Yu. S., Gimmelfarb A.A., Pashkov N.F. New methods for producing metal. - M .: Metallurgy, 1994; Kurunov I.F., Savchuk N.A. Status and perspective of homeless iron metallurgy. - M .: Chermetinformation , 2002) showed that such key participants in the pyrometallurgical technology as iron ore and its processing plants can be simultaneously in magnetoactivity Willow states. Thus, it is possible to use the property of electromagnetic interaction of magnetoactive raw materials and a magnetoactive installation to influence the course and result of the pyrometallurgical process in order to increase its efficiency.

Природа магнетизма достаточно хорошо изучена (см., например, Вонсовский С.В. Магнетизм. - М., 1971). Магнетизм обусловлен магнитным полем - силовым полем, действующим на частицы, которые обладают магнитным моментом. Магнитное поле характеризуется вектором магнитной индукции, B = μ H ,

Figure 00000001
где H
Figure 00000002
- вектор напряженности магнитного поля, µ - магнитная проницаемость. Магнитная индукция определяет силу действия на частицу - силу Лоренца F
Figure 00000003
. Магнитная часть силы Лоренца F ~ [ V × B ]
Figure 00000004
, где V
Figure 00000005
-вектор скорости движения частицы в силовых линиях внешнего магнитного поля.The nature of magnetism is well studied (see, for example, Vonsovsky S.V. Magnetism. - M., 1971). Magnetism is caused by a magnetic field - a force field acting on particles that have a magnetic moment. The magnetic field is characterized by a magnetic induction vector, B = μ H ,
Figure 00000001
Where H
Figure 00000002
is the vector of the magnetic field strength, μ is the magnetic permeability. Magnetic induction determines the force of action on a particle - the Lorentz force F
Figure 00000003
. The magnetic part of the Lorentz force F ~ [ V × B ]
Figure 00000004
where V
Figure 00000005
-vector of particle velocity in the lines of force of an external magnetic field.

В пирометаллургических установках изменяющееся электрическое поле индуцирует внешнее, по отношению к частицам железорудного сырья, магнитное поле, и делает установки магнитоактивными. Частицы ОМК при температуре 650-860°С находятся вблизи от фазового перехода второго рода, характеризуемой точкой Кюри для железа θFe=770°С, омагничиваются, то есть также становятся магнитоактивными. В зависимости от угла между V

Figure 00000006
и B
Figure 00000007
, омагниченные частицы ОМК будут «кружить» вокруг силовых линий внешнего магнитного поля и, как все ферромагнетики, смещаться в ту точку магнитного поля, где его напряженность максимальна H = max
Figure 00000008
, то есть будут локализоваться в том месте магнитного поля, где силовые линии «гуще». Как правило, силовые линии внешнего магнитного поля «сгущены» в активных зонах пирометаллургического процесса.In pyrometallurgical plants, a changing electric field induces an external magnetic field with respect to iron ore particles, and makes the plants magnetically active. OMK particles at a temperature of 650-860 ° C are close to the second-order phase transition, characterized by a Curie point for iron θ Fe = 770 ° C, are magnetized, that is, they also become magnetically active. Depending on the angle between V
Figure 00000006
and B
Figure 00000007
magnetized OMC particles will “circle” around the lines of force of an external magnetic field and, like all ferromagnets, will shift to that point of the magnetic field where its intensity is maximum H = max
Figure 00000008
, that is, they will be localized in that place of the magnetic field where the lines of force are “thicker”. As a rule, the lines of force of an external magnetic field are “thickened” in the active zones of the pyrometallurgical process.

Современные внедоменные схемы реализуются на базе металлургических мини-заводов со сталеплавильными электродуговыми печами, в которых магнитоактивными зонами пирометаллургического процесса является область горения столба электродуги. Электрическую дугу в плавильных печах как прямого типа действия («катод-электрод» - «анод-расплав»), так и в печах косвенного типа действия («катод-электрод» - «анод-электрод»), можно характеризовать как термоэлектронную с высокой плотностью тока - до 102-103 А/мм2. При характерных диаметрах графитовых электродов 100-200 мм токи дуги могут достигать величин 1-40 МА, порождая вокруг столба дуги мощное магнитное поле.Modern out-of-house circuits are implemented on the basis of metallurgical mini-factories with steel-smelting electric arc furnaces, in which the area of combustion of the electric arc column is the magnetically active zones of the pyrometallurgical process. The electric arc in melting furnaces, both of direct type of action (“cathode-electrode” - “anode-melt”), and in furnaces of indirect type of action (“cathode-electrode” - “anode-electrode”), can be characterized as thermoelectronic with high current density - up to 10 2 -10 3 A / mm 2 . With characteristic diameters of graphite electrodes of 100-200 mm, the arc currents can reach 1-40 MA, generating a powerful magnetic field around the arc column.

Из практики известен факт, что при электродуговой сварке ферросплавов дуга отклоняется от нормального положения в сторону магнитного материала. Это объясняется тем, что магнитные силовые линии, окружающие электрическую дугу, стремятся замкнуться по линии наименьшего сопротивления, то есть через ферромагнитную массу. Между сварочной дугой и ферромагнитной массой появляется электромагнитная сила притяжения, которая и отклоняет дугу в сторону ферромагнитной массы.A fact is known from practice that in electric arc welding of ferroalloys, the arc deviates from its normal position in the direction of the magnetic material. This is because the magnetic lines of force surrounding the electric arc tend to close along the line of least resistance, that is, through the ferromagnetic mass. Between the welding arc and the ferromagnetic mass, an electromagnetic attractive force appears, which deflects the arc in the direction of the ferromagnetic mass.

Аналогичное физическое явление будет наблюдаться при взаимодействии магнитного поля электрической дуги в плавильной печи с подающимся в зону дуги горячим обжиг-магнитным концентратом (ОМК).A similar physical phenomenon will be observed during the interaction of the magnetic field of the electric arc in the melting furnace with the hot firing-magnetic concentrate (OMC) fed into the arc zone.

В результате этого явления частицы концентрата будут затягиваться в дуговой разряд, плавиться и каплями падать в ванну печи.As a result of this phenomenon, the concentrate particles will be drawn into an arc discharge, melt, and drop into the furnace bath.

Необходимо заметить, что магнитная индукция В на расстоянии R от столба дуги с током J прямо пропорциональна J, магнитной проницаемости µ частиц ОМК и обратно пропорциональна R: B~µJ/R. При попадании частиц ОМК с µ>>1 в зону столба дуги (втягивание ферромагнетика) они, нагреваясь, мгновенно переходят точку Кюри, становятся парагмагнетиками с µ≥1, но в неоднородном сильном магнитном поле продолжают втягиваться в область большей напряженности магнитного поля.It should be noted that the magnetic induction B at a distance R from the arc column with current J is directly proportional to J, the magnetic permeability µ of OMC particles and inversely proportional to R: B ~ µJ / R. When OMC particles with μ >> 1 get into the zone of the arc column (retraction of a ferromagnet), they instantly cross the Curie when heated, become para-magnets with μ≥1, but in an inhomogeneous strong magnetic field they continue to be drawn into the region of higher magnetic field strength.

Тенденция минимизации расходов на сырье и энергоносители, доля которых в производстве электростали превышает 70%, является основным направлением развития техники и технологии плавки в дуговой электропечи.The tendency to minimize the cost of raw materials and energy, whose share in the production of electric steel exceeds 70%, is the main direction of the development of equipment and technology for smelting in an electric arc furnace.

В настоящее время структура сырья для сталеплавильных электродуговых печей характеризуется соотношениями стальной лом:(DRI+HBI):чугун=12:3:1 [Металлургические мини-заводы / Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. - Донецк: Изд. «Норд-Пресс», 2005, с 165-173].Currently, the raw material structure for steelmaking electric arc furnaces is characterized by the ratios of steel scrap: (DRI + HBI): cast iron = 12: 3: 1 [Metallurgical mini-plants / Smirnov AN, Safonov VM, Dorokhova LV , Tsuprun A.Yu. - Donetsk: Ed. "Nord Press", 2005, from 165-173].

Представленный выше вариант способа получения черного металла в жидком виде путем подачи ОМК в зону горения столба дуги сталеплавильной электродуговой печи может, на наш взгляд, обеспечить частичную (25%) альтернативу стальному лому при уменьшении расходов электроэнергии до 400 кВт∗час за плавку.The above version of the method for producing ferrous metal in liquid form by supplying OMK to the burning zone of the arc column of a steel-smelting electric arc furnace can, in our opinion, provide a partial (25%) alternative to steel scrap while reducing energy consumption to 400 kW * hour per heat.

Известно, что замена 1% стального лома чугуном позволяет вводить в процесс плавки стали электродуговой печи от 1,1 до 4,3 кВт∗ч/т дополнительной энергии.It is known that replacing 1% of steel scrap with cast iron allows introducing from 1.1 to 4.3 kW * h / t of additional energy into the steel melting process of an electric arc furnace.

Предельный чушковый чугун как шихтовый материал обладает значительным энергетическим потенциалом вследствие высокого содержания углерода и кремния.Ultimate pig iron as a charge material has a significant energy potential due to the high content of carbon and silicon.

Применение в завалку жидкого чугуна энергетически выгодно не только из-за выделения дополнительной химической энергии реакций окисления C, Si, Mn (до 2,5 кВт∗ч/т), но и ввода в ванну физического тепла. Температура жидкого чугуна перед заливкой в печь составляет 1150-1350°С, при этом его теплосодержание достигает 223-272 кВт∗ч/т. При массе плавки 165 т экономически оптимальное количество жидкого чугуна в шихте составляет около 30% [Металлургические мини-заводы / Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. - Донецк: Изд. «Норд-Пресс», 2005, с.169-172]. Использование большого количества передельного чугуна в производстве стали массового сортамента может привести к возрастанию себестоимости готовой стали за счет необходимости дополнительного обезуглероживания и увеличения расхода шлакообразующих.The use of liquid iron in the filling is energetically beneficial not only because of the release of additional chemical energy from the oxidation reactions of C, Si, Mn (up to 2.5 kW * h / t), but also the introduction of physical heat into the bath. The temperature of liquid cast iron before pouring into the furnace is 1150-1350 ° C, while its heat content reaches 223-272 kW * h / t. With a smelting mass of 165 tons, the economically optimal amount of molten iron in the charge is about 30% [Metallurgical mini-plants / Smirnov AN, Safonov VM, Dorokhova LV, Tsuprun A.Yu. - Donetsk: Ed. "Nord-Press", 2005, p.169-172]. The use of a large number of pig iron in the production of bulk steel can lead to an increase in the cost of finished steel due to the need for additional decarburization and an increase in the consumption of slag-forming materials.

В целях сложения преимуществ твердого и жидкого чугуна в шихте сталеплавильной электродуговой печи предлагается использовать тестообразное кричное железо (крицу), получаемое при нагреве ОМК в индукционной тигельной печи. Тигельные печи используют для получения жидких сталей и сплавов, когда тепло выделяется в самом нагреваемом металле, а не поставляется от локальных внешних источников тепла. При этом индуктор генерирует магнитное поле, значительная часть силовых линий которого замыкается над тиглем по воздуху, образуя «вход» в магнитоактивную зону пирометаллургического процесса. На этот «вход» подается ОМК, магнитная шихта нагревается как за счет джоулева тепла, так и за счет тепловых потерь при перемагничивании частиц после перехода точки Кюри. Стартовый нагрев магнитной шихты происходит с большей скоростью, чем стартовый нагрев немагнитной шихты из-за большей потребляемой мощности и более высокой концентрации тепла в материале.In order to add up the advantages of solid and liquid cast iron in a charge of a steelmaking electric arc furnace, it is proposed to use dough-like critical iron (kritz) obtained by heating OMK in an induction crucible furnace. Crucible furnaces are used to produce liquid steels and alloys when heat is released in the heated metal itself, and is not supplied from local external heat sources. In this case, the inductor generates a magnetic field, a significant part of the lines of force of which is closed above the crucible through the air, forming a "entrance" to the magnetically active zone of the pyrometallurgical process. OMK is supplied to this “input”, the magnetic charge is heated both due to Joule heat and due to heat losses during magnetization reversal of particles after the Curie point transition. The starting heating of the magnetic charge occurs at a faster rate than the starting heating of the non-magnetic charge due to the greater power consumption and higher heat concentration in the material.

Конгломераты частиц ОМК размягчаются, опускаясь на дно тигля, и слипаются в тестообразную массу-крицу при температуре 1250-1350°С.The conglomerates of OMK particles soften, sinking to the bottom of the crucible, and stick together in a pasty mass-matrix at a temperature of 1250-1350 ° C.

Добавляя в состав шихты сталеплавильной электродуговой печи в оптимальном объеме крицу с теплосодержанием 270 кВт∗ч/т и содержанием углерода в диапазоне 0,2-1,0%, можно сократить расходы электроэнергии до 15 МВт∗ч за плавку при массе плавки 150-180 т.By adding to the composition of the charge of the steelmaking electric arc furnace in the optimum volume a curve with a heat content of 270 kW * h / t and a carbon content in the range of 0.2-1.0%, it is possible to reduce electricity consumption to 15 MW * h for melting with a melting mass of 150-180 t

Кроме того, ковкой (прессовкой) раскаленной крицы в среде твердого углеродного восстановителя может быть получен металл с 99,72% Fe, имеющий коррозионную стойкость благородных металлов.In addition, by forging (pressing) red-hot krita in a solid carbon reducing agent medium, a metal with 99.72% Fe having the corrosion resistance of noble metals can be obtained.

Одним из недостатков использования стального лома в сталеплавильных электродуговых печах является неконтролируемость величины содержания остаточных загрязняющих элементов (медь, хром, никель, олово, молибден, цинк), которая определяет возможность выполнения требований к химическому составу готовой стали. Так, например, на одном из заводов СНГ при плавке в электродуговой печи получены следующие средние значения примесей цветных металлов в ковшевых пробах плавок, выплавленных с применением 100% скрапа: Сu - 0,20%; Ni - 0,16%; Cr - 0,08%; Sn - 0,012% [Металлургические мини-заводы / Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. - Донецк: Изд. «Норд-Пресс», 2005, с.166-168]. Для снижения содержания цветных металлов в готовой стали, наряду с металлическим ломом в шихту электродуговых печей вводят альтернативные железосодержащие шихтовые материалы - металлизованное сырье. Обычно степень металлизации такого сырья - горячебрикетированного железа (HBI) и прямовосстановленного железа (DRI) - достигает 92-93%. Основными производителями металлизованного сырья являются Венесуэла, Тринидад, Иран и Мексика. Ввод HBI и DRI в рабочее пространство печи проводят, как правило, во время плавления. В завалку DRI может подаваться и в нагретом (550°С) состоянии [Металлургические мини-заводы / Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. - Донецк: Изд. «Норд-Пресс», 2005, с.170].One of the disadvantages of using steel scrap in steelmaking electric arc furnaces is the uncontrolled content of residual contaminants (copper, chromium, nickel, tin, molybdenum, zinc), which determines the possibility of fulfilling the requirements for the chemical composition of finished steel. So, for example, at one of the CIS plants, when melting in an electric arc furnace, the following average values of non-ferrous metal impurities in ladle samples of melts melted using 100% scrap were obtained: Сu - 0.20%; Ni - 0.16%; Cr - 0.08%; Sn - 0.012% [Metallurgical mini-factories / Smirnov A.N., Safonov V.M., Dorokhova L.V., Tsuprun A.Yu. - Donetsk: Ed. "Nord-Press", 2005, p.166-168]. To reduce the content of non-ferrous metals in the finished steel, along with scrap metal, alternative iron-containing charge materials, metallized raw materials, are introduced into the charge of electric arc furnaces. Typically, the metallization degree of such raw materials — hot briquetted iron (HBI) and direct reduced iron (DRI) — reaches 92-93%. The main producers of metallized raw materials are Venezuela, Trinidad, Iran and Mexico. The introduction of HBI and DRI into the working space of the furnace is carried out, as a rule, during melting. DRI can also be fed into the filling in a heated (550 ° C) state [Metallurgical mini-plants / Smirnov AN, Safonov VM, Dorokhova LV, Tsuprun A.Yu. - Donetsk: Ed. "Nord-Press", 2005, p.170].

Предлагается получать черный металл в твердом виде в форме HBI и DRI, используя магнитоактивные свойства сырья и перерабатывающих их установок, а затем получать черный металл в жидком виде (сталь), расплавляя HBI и DRI.It is proposed to obtain ferrous metal in solid form in the form of HBI and DRI, using the magnetoactive properties of raw materials and their processing plants, and then to obtain ferrous metal in liquid form (steel), melting HBI and DRI.

Для получения HBI используются брикетные прессы барабанного типа с намагниченными пресс-формами. Дно пресс-формы намагничивается посредством соленоида (см., например, Монтгомери Б. Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов / Пер. с англ. - М., 1971) во время поступления в пресс-форму нагретого ОМК и, при необходимости, связующих добавок.To obtain HBI, drum-type briquette presses with magnetized molds are used. The bottom of the mold is magnetized by means of a solenoid (see, for example, Montgomery B. Obtaining strong magnetic fields using solenoids / Transl. From English - M., 1971) during the arrival of heated OMK and, if necessary, binders additives.

Тороидальные силовые линии пресс-формы захватывают частицы ОМК, заполняя объем пресс-формы от ее дна до верха, пуансон прессует заполненный объем, придавая брикету заданную форму. После завершения прессования ОМК, подвижный якорь соленоида, связанный с подвижным дном пресс-формы, выталкивает брикет из пресс-формы и, при отключенном магнитном поле, брикет покидает брикетный пресс. Процесс прессования рассчитывается таким образом, чтобы полученное HBI сохраняло магнитоактивные свойства ОМК при температуре 650-860°С. Это достигается соблюдением теплового баланса при прессовании брикета путем уравнивания отдачи тепла прессуемого материала стенками пресс-формы и пуансону и приходу тепла от процесса сжатия ОМК.The toroidal force lines of the mold capture OMK particles, filling the mold volume from its bottom to the top, the punch compresses the filled volume, giving the briquette a given shape. After completing the OMK pressing, the movable solenoid armature connected with the movable bottom of the mold pushes the briquette out of the mold and, with the magnetic field turned off, the briquette leaves the briquette press. The pressing process is calculated so that the resulting HBI retains the magnetically active properties of OMK at a temperature of 650-860 ° C. This is achieved by observing the heat balance during briquette pressing by equalizing the heat transfer of the pressed material by the walls of the mold and the punch and the heat input from the OMK compression process.

Полученное описанным способом HBI может поступать в горячем виде как для дальнейшей металлизации, например, по технологии MIDREX, так и для получения стали в электродуговой печи.Obtained by the described method, HBI can be supplied in hot form both for further metallization, for example, using MIDREX technology, and for producing steel in an electric arc furnace.

Ввиду того, что железосодержание ОМК, окатышей, HBI, получаемых из бурожелезняковых руд оолитового строения по патентам RU 2402499 и RU 2458158 и описанному выше способу, не будет достигать желаемого (92-93% Fe), целесообразно получать DRI. Для этого используется магнитоактивная шахтная печь с поддувом восстанавливающим газом. В завалку печи используется нагретое до температуры 650-860°С HBI или нагретое HBI с окатышами. Шахтная печь оборудована индукторами магнитного поля, например, используемых для электромагнитного перемешивания расплавленной стали (US 4294435, RU 2157492), которые обеспечивают «ворошение» HBI в потоке поддуваемого восстанавливающего газа (природного газа, водорода, оксида углерода). Это позволяет увеличить скорость и глубину проникновения восстановителя в окомкованное сырье, повысить эффективность его металлизации. Физическое тепло, привносимое нагретым HBI в пирометаллургический процесс, также повышает его эффективность за счет экономии энергоносителей.Due to the fact that the iron content of OMC, pellets, HBI, obtained from brown iron ore ores of the oolitic structure according to patents RU 2402499 and RU 2458158 and the above method, will not achieve the desired (92-93% Fe), it is advisable to obtain DRI. To do this, a magnetically active shaft furnace with a blowing gas is used. For filling the furnace, HBI heated to a temperature of 650-860 ° C or heated HBI with pellets is used. The shaft furnace is equipped with magnetic field inductors, for example, used for electromagnetic mixing of molten steel (US 4294435, RU 2157492), which provide “tedding” of HBI in the flow of a blown reducing gas (natural gas, hydrogen, carbon monoxide). This allows you to increase the speed and depth of penetration of the reducing agent into pelletized raw materials, to increase the efficiency of its metallization. The physical heat introduced by heated HBI into the pyrometallurgical process also increases its efficiency by saving energy.

Рисунки на фиг.1-4 схематично поясняют взаимодействие магнитоактивного железорудного сырья (ОМК, HBI) - поз.1 с магнитоактивными зонами пирометаллургических установок - поз.2 при получении черного металла - поз.3 в жидком состоянии на сталеплавильной электродуговой печи - фиг.1; в тестообразном состоянии в виде кричного железа (крицы) на индукционной печи - фиг.2; в твердом состоянии в виде горячебрикетированного железа (HBI) на термобрикетном прессе - фиг.3 и в виде прямовосстановленного железа (DRI) на шахтной печи металлизации -фиг.4.The figures in Figs. 1-4 schematically explain the interaction of magnetically active iron ore (OMC, HBI) - item 1 with the magnetically active zones of pyrometallurgical plants - item 2 when receiving ferrous metal - item 3 in a liquid state on a steel-smelting electric arc furnace - figure 1 ; in a pasty state in the form of critical iron (kritza) on an induction furnace - figure 2; in the solid state in the form of hot briquetted iron (HBI) on a thermal briquette press - figure 3 and in the form of directly reduced iron (DRI) on a shaft metallization furnace - Fig. 4.

Таким образом, описанное выше вариантное применение способа получения черного металла из бурожелезняковых руд оолитового строения, позволяет повысить конкурентоспособность таких новых горнометаллургических проектов, как Аятский проект в Казахстане (разработчик - Корпорация «Тобол») и Бакчарский проект в России (разработчик - Томская горнодобывающая компания; Корпорация «Металлы Восточной Сибири»).Thus, the above-described variant application of the method for producing ferrous metal from brown-iron ore of an oolitic structure makes it possible to increase the competitiveness of such new mining and metallurgical projects as the Ayat project in Kazakhstan (developer - Tobol Corporation) and the Bakcharsky project in Russia (developer - Tomsk mining company; Corporation "Metals of Eastern Siberia").

Реализация предложенного способа получения черного металла возможна в рамках Бакчарского проекта, разрабатываемого в целях промышленного освоения гигантских запасов бурожелезняковых руд оолитового строения в недрах территории Томской области. Один из вариантов предпроектных соображений предусматривает осуществить: разработку участка недр по «Способу добычи твердого полезного ископаемого из глубокозалегающей обводненной залежи» (патент RU 2459082); обогащение добытой руды с получением ОМК провести по «Способу переработки минерального сырья…» (патент RU 2402499); при необходимости очистить ОМК от вредных примесей по «Способу получения обесфосфоренного концентрата оолитовых железных руд» (патент RU 2449031) и получить окомкованный ОМК по «Способу получения окомкованного металлургического сырья» (патент RU 2458158), а получение черного металла - по предлагаемому способу.Implementation of the proposed method for producing ferrous metal is possible within the framework of the Bakcharsky project, which is being developed for the industrial development of huge reserves of brown iron-ore ores of the oolitic structure in the bowels of the territory of the Tomsk Region. One of the options for pre-project considerations involves: developing a subsurface site according to the “Method for the extraction of solid minerals from a deeply irrigated water deposit” (patent RU 2459082); enrichment of mined ore to produce OMK is carried out according to the “Method for processing mineral raw materials ...” (patent RU 2402499); if necessary, clean OMK from harmful impurities according to the “Method for producing a phosphorus-free oolitic iron ore concentrate” (patent RU 2449031) and obtain pelletized OMK according to the “Method for producing pelletized metallurgical raw materials” (patent RU 2458158), and production of ferrous metal according to the proposed method.

Данный вариант предпроектного соображения предполагает реализацию интегрированной схемы производства «рудник - обогатительная фабрика - металлургический мини-завод».This option of pre-design considerations involves the implementation of an integrated production scheme "mine - concentration plant - mini-metallurgical plant."

Некоторые технико-экономические оценки НАТН металлургической части Бакчарского проекта, реализуемой по внедоменной схеме, показывают что товарный стальной продукт, выпускаемый на Бакчарском горнометаллургическом комбинате, закрывает годовые потребности в нем всего сибирского региона. При добыче на одном участке рудника 11,2 млн т/год руды после ее обогащения и окомкования будет произведено: 2,6 млн т/год окатышей и HBI, металлизовано ~100 тыс т/год DRI; произведено стали в электродуговой печи, разлито тонких слябов, произведен горячий прокат полос и получено 1,5 млн т/год горячекатаных рулонов.Some technical and economic assessments of the NATN of the metallurgical part of the Bakcharsky project, implemented according to the implemented scheme, show that the commodity steel product produced at the Bakcharsky mining and smelting plant covers the annual demand for it throughout the Siberian region. When 11.2 million tons / year of ore are mined in one section of the mine after its concentration and pelletizing, the following will be produced: 2.6 million tons / year of pellets and HBI, ~ 100 thousand tons / year DRI metallized; steel was produced in an electric arc furnace, thin slabs were poured, strips were hot rolled and 1.5 million tons / year of hot-rolled coils were obtained.

Кроме того, окомкованный и металлизованный продукты (окатыши, HBI, DRI) являются самостоятельными товарными продуктами, экономически целесообразными для применения на различных металлургических предприятиях по разным логистическим схемам в радиусе ~500 км от места их производства.In addition, pelletized and metallized products (pellets, HBI, DRI) are independent commercial products that are economically feasible for use at various metallurgical enterprises according to different logistic schemes within a radius of ~ 500 km from the place of their production.

Общий технико-экономический эффект изобретения заключается в преодолении недостатков аглодоменной схемы использования ОМК за счет повышения эффективности пирометаллургического передела ОМК в магнитоактивном состоянии по внедоменной схеме посредством подачи ОМК (HBI) в магнитоактивные зоны пирометаллургических установок.The general technical and economic effect of the invention is to overcome the disadvantages of the agglomeration scheme for using OMK by increasing the efficiency of the pyrometallurgical redistribution of OMK in the magnetically active state according to the introduced scheme by supplying OMK (HBI) to the magnetically active zones of the pyrometallurgical plants.

Claims (10)

1. Способ получения черного металла путем передела очищенного от жильных минералов и вредных примесей обжиг-магнитного концентрата (ОМК) оолитовых бурожелезняковых руд в пирометаллургической установке, отличающийся тем, что ОМК подают в магнитоактивную зону пирометаллургической установки нагретым до 650-860°С.1. A method for producing ferrous metal by redistributing an oolitic brown iron ore ore purified from vein minerals and harmful impurities of a firing magnetic concentrate (OMK) in a pyrometallurgical installation, characterized in that OMK is fed into the magnetically active zone of the pyrometallurgical installation heated to 650-860 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получают черный металл в жидком виде путем подачи ОМК в зону горения дуги электродуговой сталеплавильной печи.2. The method according to claim 1, characterized in that ferrous metal is obtained in liquid form by supplying OMK to the arc burning zone of an electric arc steelmaking furnace. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что получают черный металл тестообразным в виде кричного железа или крицы путем подачи ОМК в индукционную тигельную печь.3. The method according to claim 1, characterized in that the ferrous metal is obtained doughy in the form of cricket iron or crits by feeding OMK into an induction crucible furnace. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что черный металл получают в твердом виде в форме горячебрикетированного железа (HBI) путем подачи в термобрикетный магнитоактивный пресс.4. The method according to claim 1, characterized in that the ferrous metal is obtained in solid form in the form of hot briquetted iron (HBI) by feeding into a magnetic briquette press. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в рабочее пространство упомянутой печи дополнительно подают кричное железо, нагретое до 1250-1350°С.5. The method according to claim 2, characterized in that critical iron, heated to 1250-1350 ° C, is additionally fed into the working space of said furnace. 6. Способ по п.2, отличающийся тем, что в рабочее пространство упомянутой печи дополнительно подают горячебрикетированное железо, нагретое до 650-860°С.6. The method according to claim 2, characterized in that hot briquetted iron, heated to 650-860 ° C, is additionally fed into the working space of said furnace. 7. Способ по п.2, отличающийся тем, что в рабочее пространство упомянутой печи подают ОМК, нагретый до 750-860°С, горячебрикетированное железо, нагретое до 750-860°С, и кричное железо, нагретое до 1250-1350°С.7. The method according to claim 2, characterized in that OMK heated to 750-860 ° C, hot-briquetted iron heated to 750-860 ° C and critical iron heated to 1250-1350 ° C are fed into the working space of the said furnace. . 8. Способ по п.3, отличающийся тем, что в рабочее пространство индукционной тигельной печи дополнительно подают горячебрикетированное железо, нагретое до 750-860°С.8. The method according to claim 3, characterized in that in the working space of the induction crucible furnace additionally serves hot briquetted iron, heated to 750-860 ° C. 9. Способ по п.3, отличающийся тем, что черный металл получают в твердом виде путем обработки кричного железа ковкой или прессовкой в восстановительной среде при температуре 1250-1350°С, поддерживаемой индукционным нагревом.9. The method according to claim 3, characterized in that the ferrous metal is obtained in solid form by treating the critical iron by forging or pressing in a reducing medium at a temperature of 1250-1350 ° C, supported by induction heating. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что черный металл получают в жидком виде путем подачи в магнитоактивную зону восстановительной шахтной печи полученного из ОМК горячебрикетированного железа (HBI), нагретого до температур, близких к точке Кюри для железа, и, при необходимости, окатышей. 10. The method according to claim 1, characterized in that the ferrous metal is obtained in liquid form by feeding to the magnetically active zone of the reduction shaft furnace, hot briquette iron (HBI) obtained from OMK, heated to temperatures close to the Curie point for iron, and, if necessary , pellets.
RU2012140988/02A 2012-09-25 2012-09-25 Method of producing ferrous metals RU2492246C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140988/02A RU2492246C2 (en) 2012-09-25 2012-09-25 Method of producing ferrous metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140988/02A RU2492246C2 (en) 2012-09-25 2012-09-25 Method of producing ferrous metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012140988A RU2012140988A (en) 2013-01-10
RU2492246C2 true RU2492246C2 (en) 2013-09-10

Family

ID=48795360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012140988/02A RU2492246C2 (en) 2012-09-25 2012-09-25 Method of producing ferrous metals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2492246C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569264C2 (en) * 2014-08-18 2015-11-20 Владимир Иванович Лунёв Preparation for metallurgical conversion of loose hydrogeothite iron ore of oolite structure and device to this end
RU2568797C2 (en) * 2014-07-07 2015-11-20 Владимир Иванович Лунёв Fuel and metallurgical granules, and method of their production and metal coating

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU436089A1 (en) * 1972-09-07 1974-07-15 METHOD OF OBTAINING METALLIZED CONCENTRATES FROM BOROZHELEZNYAKOV OLOLITOVSKIY ORE
US4294435A (en) * 1977-12-26 1981-10-13 Daido Giken Industries, Co., Ltd. Method for agitation of molten metal and furnace for agitation of molten metal
SU1641194A3 (en) * 1987-06-15 1991-04-07 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау, Гмбх (Фирма) Process for producing hot metal or steel semiproducts from ferriferrous lump material
RU2092571C1 (en) * 1994-04-05 1997-10-10 Акционерное общество закрытого типа "Интермет-Сервис и К" Composite charge for making steel
RU2157492C2 (en) * 1995-04-25 2000-10-10 Абб Аб Furnace plant
RU2402499C2 (en) * 2008-03-31 2010-10-27 Владимир Иванович Лунёв Method of processing mineral stock and device to this end (versions)
RU2449031C2 (en) * 2011-03-17 2012-04-27 Владимир Иванович Лунев Method for obtaining dephosphorised concentrate of oolitic iron ores
RU2458158C2 (en) * 2011-03-09 2012-08-10 Владимир Иванович Лунев Method of obtaining pelletised metallurgical raw materials
RU2459082C2 (en) * 2011-01-12 2012-08-20 Владимир Иванович Лунев Method for extraction of hard mineral resources from deep-lying water-flooded deposit

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU436089A1 (en) * 1972-09-07 1974-07-15 METHOD OF OBTAINING METALLIZED CONCENTRATES FROM BOROZHELEZNYAKOV OLOLITOVSKIY ORE
US4294435A (en) * 1977-12-26 1981-10-13 Daido Giken Industries, Co., Ltd. Method for agitation of molten metal and furnace for agitation of molten metal
SU1641194A3 (en) * 1987-06-15 1991-04-07 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау, Гмбх (Фирма) Process for producing hot metal or steel semiproducts from ferriferrous lump material
RU2092571C1 (en) * 1994-04-05 1997-10-10 Акционерное общество закрытого типа "Интермет-Сервис и К" Composite charge for making steel
RU2157492C2 (en) * 1995-04-25 2000-10-10 Абб Аб Furnace plant
RU2402499C2 (en) * 2008-03-31 2010-10-27 Владимир Иванович Лунёв Method of processing mineral stock and device to this end (versions)
RU2459082C2 (en) * 2011-01-12 2012-08-20 Владимир Иванович Лунев Method for extraction of hard mineral resources from deep-lying water-flooded deposit
RU2458158C2 (en) * 2011-03-09 2012-08-10 Владимир Иванович Лунев Method of obtaining pelletised metallurgical raw materials
RU2449031C2 (en) * 2011-03-17 2012-04-27 Владимир Иванович Лунев Method for obtaining dephosphorised concentrate of oolitic iron ores

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568797C2 (en) * 2014-07-07 2015-11-20 Владимир Иванович Лунёв Fuel and metallurgical granules, and method of their production and metal coating
RU2569264C2 (en) * 2014-08-18 2015-11-20 Владимир Иванович Лунёв Preparation for metallurgical conversion of loose hydrogeothite iron ore of oolite structure and device to this end

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012140988A (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rao et al. Carbothermic reduction of nickeliferous laterite ores for nickel pig iron production in China: a review
Rohrmann Vanadium in South Africa (metal review series no. 2)
CN105695850A (en) Utilization method of nickel-contained iron ore
CN106987673A (en) A kind of method that selecting smelting combination is enriched with niobium from titaniferous ferro-niobium concentrate
CN103589939B (en) A kind of method of red soil nickel ore melting, reducing and smelting Rhometal
CN105838838A (en) Method for preparing pure steel by coal gas direct reduction one-step method
CN104928428B (en) Molten point of recovery method of the coal dust of low-grade iron resource
CN107699700A (en) A kind of method that valuable component is reclaimed by slag containing nickel fibers
CN103436766A (en) Preparation method for nickel-chrome-containing alloy steel
RU2492246C2 (en) Method of producing ferrous metals
CN105296747B (en) A kind of method of comprehensive utilization of low-grade complex Ferromanganese Ore
CN102181776B (en) Technique and device for producing high-grade nickel and stainless steel by reduction pelletization
Zhao et al. Novel metallic Fe recovery from copper smelting slag by the deep reduction method with renewable biochar reducing agent: Phase transformation process and Fe particle growth optimization
CN103952541B (en) The method of double back rotary kiln and reduced nickel and iron
CN106148679A (en) A kind of Application way of the lean josephinite of high aluminium profiles
Ugwuegbu Technology innovations in the smelting of chromite ore
CN101418356A (en) A kind of from nickel oxide ore the method for refining ferronickel alloy
Singh et al. Development of Low-cost Smelting Reduction Process Using Cupola Furnace for Efficient Use of Inferior Grade Manganese Ores and Rejects
CN101586187A (en) Method for smelting laterite nickel ore by rotary furnace using natural gas as fuel
CN203947141U (en) Double back rotary kiln
CN103789538B (en) A kind of method utilizing grate kiln process nickel fibers slag
CN103866078B (en) A point method for comprehensive utilization is melted in the prereduction of a kind of high-iron bauxite shaft furnace
Kunze et al. New trends in submerged arc furnace technology
Hu et al. Review on Preparation of Medium-and Low-carbon Ferrochrome Alloys
Gudim et al. Waste-free processing of steel-smelting slag