АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ РАЗЛИЧНЫХ СВЯЗУЮЩИХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВ ИЗ ШЛАМОВ УСТАНОВОК ПО ПРОИЗВОДСТВУ ГОРЯЧЕБРИКЕТИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗА
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2026-9-48-57Ключевые слова:
ГБЖ, шлам, брикетирование, рециклинг, связующее вещество, меласса, плиточный клей, цемент, бентонит, полиуретановый клей, прочностные характеристики брикетовАннотация
В работе представлены результаты оценки возможностей рециклинга шламов установок по производству горячебрикетированного железа на основе исследования их магнитных свойств и минералогического анализа. Рассмотрены пути утилизации этих шламов в различных технологических процессах металлургического производства. Показано, что в связи с наличием крупных частиц и большого количества немагнитной фазы, состоящей преимущественно из гематита, наиболее подходящей технологией их переработки является холодное брикетирование со связующим. Приведены результаты экспериментального исследования прочностных свойств брикетов, полученных из шламов установок по производству горячебрикетированного железа, с применением различных типов связующих веществ. Оценку прочностных характеристик проводили по показателям прочности на сжатие в сыром и высушенном состояниях, а также по числу падений: для сырых образцов — с высоты 0,5 м, для высушенных — с высоты 2,0 м. Установлено, что использование полиуретанового клея в качестве связующего компонента позволяет достичь максимальных прочностных показателей полученного продукта. Применение этого связующего обеспечивает повышение прочности высушенных брикетов на сжатие в 3,06 раза по сравнению с образцами, изготовленными с использованием связующего на основе цементно-бентонитовой смеси. Введение полиуретанового связующего в количестве 3 % от массы шихты позволяет достичь требуемого уровня прочности брикетов из шлама металлизации при значительном снижении расхода вяжущего материала по сравнению с традиционными технологическими решениями. Полученные в этих условиях образцы характеризуются прочностью на сжатие, достигающей 220 кгс, и выдерживают четыре падения с высоты 2 м на металлическую поверхность.
Библиографические ссылки
Тимофеева Д. С., Кожухова В. И., Тимофеева А. С. Подготовка отходов процесса прямого восстановления железа для дальнейшего использования в металлургических переделах // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2017. № 1. С. 94–98. EDN: YGGEBD.
Lohmeier L., Wollenberg R., Schröder H.-W. Investigation into the hot briquetting of fine-grained residual materials from iron and steel production // Steel Research International. 2020. V. 91, Iss. 12. 2000237. DOI: 10.1002/srin.202000237.
Тимофеева Д. С. Утилизация и использование металлургических отходов при прямом восстановлении железа // Научные исследования и разработки студентов: материалы международной студенческой научно-практической конференции, 5 сентября 2016. Чебоксары. — Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2016. С. 83–85. EDN: WLLDWP.
Тимофеева А. С., Никитченко А. С., Тимофеева Т. В. и др. Переработка металлизованной мелочи и шламов, образующихся при прямом восстановлении железа // Сталь. 2013. № 11. С. 99–100. EDN: RTKHFL.
Kurunov I., Bizhanov A. A laboratory study and full-scale testing of brex in direct reduction Iron (DRI) production // Stiff Extrusion Briquetting in Metallurgy. 2018. P. 129–160. DOI: 10.1007/978-3-319-72712-7_5.
Савостьянов А. В., Торохов Г. В., Чикалева А. Н. Переработка железоуглеродсодержащих мелкодисперсных материалов с использованием электрометаллургических технологий // Металлург. 2023. № 3. С. 96–100. DOI: 10.52351/00260827_2023_03_96. EDN: EHQWCS.
Das B., Prakash S., Reddy P. S. R., Misra V. N. An overview of utilization of slag and sludge from steel industries // Resources, Conservation and Recycling. 2007. V. 50, No. 1. P. 40–57. DOI: 10.1016/j.resconrec.2006.05.008.
Никитченко Т. В., Тимофеева А. С., Федина В. В. Рециклинг побочной продукции в процессах прямого восстановления железа // Металлург. 2023. № 1. С. 86–91. DOI: 10.52351/00260827_2023_01_86. EDN: LYKXAY.
Rieger J., Schenk J. Residual processing in the European steel industry: a technological overview // Journal of Sustainable Metallurgy. 2019. V. 5. P. 295–309. DOI: 10.1007/s40831-019-00220-2.
Gao X., Chai Y., Wang Y. etc. Process and mechanism of preparing metalized blast furnace burden from metallurgical dust and sludge // Scientific Reports. 2024. V. 14. 9760. DOI: 10.1038/s41598-024-60425-8.
Пат. 2321647 РФ, МПК C22B 1/242, C22B 1/245. Способ брикетирования железосодержащих отходов в виде окалины для плавки / А. Ш. Салех, А. М. Грицишин // Заявл. 06.07.2006; опубл. 04.10.2008. Бюл. № 10.
Пат. 2412258 РФ, C22B 1/242, C22B 7/00. Брикет для металлургического производства / А. В. Чичварин, А. С. Тимофеева, Л. Н. Крахт и др. // Заявл. 06.07.2009; опубл. 20.02.2011. Бюл. № 5.
Карамин А. В., Ермоленко К. А., Шарипов А. Х., Скляр В. А. Анализ путей переработки шламов металлизации // Материалы Двадцать первой Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов, 18 апреля 2024. — Старый Оскол, 2024. С. 18, 19.
ГОСТ 24765–81. Окатыши железорудные. Метод определения прочности на сжатие. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200024733?ysclid=m8hpdxv4g6250171115 (дата обращения: 19.02.2025).
Карамин А. В., Скляр В. А., Черменев Е. А. Анализ возможности использования клея на основе полиуретана в качестве связующего для брикетов из попутной продукции с целью повышения их прочностных характеристик // Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство: материалы Двадцать первой Всероссийской научно-практической конференции, 29 ноября 2024. — Старый Оскол. С. 158–161. EDN: WPSLQE.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
