ANALYSIS OF THE APPLICABILITY OF VARIOUS BINDERS FOR THE MANUFACTURE OF BRIQUETTES FROM SLUDGE FROM HOT BRIQUETTED IRON PRODUCTION PLANTS
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2026-9-48-57Keywords:
HBI, sludge, briquetting, recycling, binder, molasses, tile adhesive, cement, bentonite, polyurethane adhesive, strength characteristics of briquettesAbstract
The paper presents the results of an assessment of the possibilities of recycling sludge from plants for the production of hot briquetted iron based on the study of their magnetic properties and mineralogical analysis. The ways of disposal of these sludges in various technological processes of metallurgical production are considered. It is shown that due to the presence of large particles and a large amount of a non-magnetic phase consisting mainly of hematite, the most suitable technology for their processing is cold briquetting with a binder. The results of an experimental study of the strength properties of briquettes obtained from sludge from plants for the production of hot briquetted iron using various types of binders are presented. The strength characteristics were evaluated according to the indicators of crushing strength in the raw and dried states, as well as by the number of falls: for raw samples – from a height of 0.5 m, for dried samples – from a height of 2.0 m. It has been established that the use of polyurethane glue as a binding component makes it possible to achieve maximum strength characteristics of the resulting product. The use of this binder increases the compressive strength of dried briquettes by 3.06 times compared to samples made using a binder based on a cement-bentonite mixture. The introduction of a polyurethane binder in an amount of 3 % by weight of the charge makes it possible to achieve the required level of strength of briquettes made of metallization sludge with a significant reduction in binder consumption compared with traditional technological solutions. The samples obtained under these conditions are characterized by a compressive strength reaching 220 kgf and can withstand four falls from a height of 2 m onto a metal surface.
References
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.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
