выплавляемой из ГЖ, полученного из этих материалов. По данным компьютерного моделирования (для процессов Midrex и Ну1)> а также по практическим данным завода HSW (Hamburger Stahlwerke Ispat) удорожание стали на каждый дополнительный 1 % Si0₂ в ГЖ составляет ($/т ГЖ) [7]:

2. Требования к гранулометрическому составу и прочности

Требования к гранулометрическому составу и прочности сырьевых материалов диктуются типом применяемых агрегатов: шахтная печь, вращающаяся трубчатая печь, реактор со взвешенным слоем, печь с вращающимся подом. Для процессов в шахтных реакторах Midrex, HyL, Ghaem к окатышам и руде предъявляются следующие требования [7]:

Крупность сырьевых материалов.

Окатыши: 9-16 мм > 85%, предпочтительнее > 95 %,

Содержание мелочи - 5 мм <5 %, предпочтительнее < 3 %.

Кусковая руда: 5-50 мм, предпочтительнее 10-35 мм.

Доля фракции 10-35 мм > 70 %, предпочтительнее > 85 %,

Содержание мелочи -5 мм <8%, предпочтительнее < 5%.

Показатели барабанных испытаний на прочность:

Окатыши: + 6,3 мм > 92%, предпочтительнее > 95 %,

-0,5 мм < 5%, предпочтительнее < 3%.

Кусковая руда: +6,3 мм > 85 %, предпочтительнее > 90 %,

-0,5мм < 8 %, предпочтительнее, 5 %.

Прочность на сжатие:

Окатыши: > 150 кг, предпочтительнее > 250 кг.

С экономической точки зрения прочностные характеристики сырьевых материалов определяют: во-первых - выход годного продукта, а во-вторых - экономичность и

«Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа» 2 3

Midrex

3,0

8,55

5,91

HyL

HSW

производительность работы агрегатов. Сырьевые материалы в шахтных агрегатах являются единственными твердыми кусковыми материалами и их гранулометрические и прочностные характеристики определяют распределение и использование газа в этих агрегатах.

Мелочь (3-6 мм), отсеваемая из шихтовых материалов перед их загрузкой в шахтные печи, может брикетироваться, для последующего использования с той же целью, или продаваться аглофабрикам. В противном случае величина потерь может превышать 50% от первоначальной стоимости окатышей [7]. Кроме того, часть мелочи (3-6 мм) может использоваться в загружаемой шихте (обычно не более 3%).

По сравнению с доменной печью шахтные восстановительные реакторы допускают использование более крупных окатышей (9-16 мм вместо 9-12 мм на доменных печах). Одной из причин этого является то, что более крупные окатыши создают меньше контактов и уменьшают слипание окатышей. Второй причиной является, вероятно, более высокая склонность у крупных окатышей к растрескиванию и разрушению, (но не к измельчению), что ускоряет процессы прогрева и восстановления окатышей. Прочностные характеристики окатышей имеют в этих процессах более важную роль по сравнению с восстановимостью.

3. Металлургические свойства сырьевых материалов

Общими требованиями для этих материалов являются: высокая восстановимость, прочность, неразрушаемось в процессе и отсутствие склонности к слипаемости. Ключевыми металлургическими свойствами окатышей являются: восстановимость, отсутствие склонности к спекаемости и склонность к металлизации. Первые два свойства определяют производительность шахтных реакторов и расход топлива. Однако восстановимость не

2 4 «Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа»

определяет окончательную степень восстановления и, тем более, степень металлизации, которая во многом определяется технологией ведения процесса. При равенстве прочих факторов увеличение производительности реактора всегда приводит к снижению степени металлизации продукта. В связи с этим экономически эффективной степенью металлизации в процессе Midrex считают величину 92-95 %. Однако, применяемые методы определения степени металлизации продукта на заводах Midrex и HyL не адаптированы к международным стандартам. Степень металлизации очень хорошо коррелирует с показателем восстановимости R-180 (восстановление в течение 180 минут с заданным расходом газа и при контролируемой температуре). Поскольку определение степени металлизации всегда более сложная и более дорогостоящая операция, то предпочитают ограничиваться индексом восстановимости R-180, который используют Канадские кампании QSM и ЮС, производящие окатыши. По требованию потребителей окатышей для процесса Midrex кампания QSM повысила индекс R-180 до уровня 95%, с тем, чтобы получать нужную степень металлизации ГЖ [7].

Спекаемость окатышей также измеряется разными способами из-за отсутствия универсального способа. Спекаемость окатышей ограничивает рабочую температуру в шахтном реакторе и снижает его производительность. Единственным действенным способом снижения спекаемости окатышей является их опудривание тонкоизмельченными материалами: известняком, бокситом, цементом, доломитом и.т.п.. На многих фабриках применение опудривания окатышей позволило увеличить рабочую температуру в реакторах на 100 °С и увеличить, за счет этого, производительность реакторов на 10- 20 % [7].

Восстановимость и металлизация применяемой для производства ГЖ кусковой железной руды также являются ее

«Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа» 2 5