Preview

ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Термодинамическое исследование процесса восстановления железорудного концентрата месторождения Бапы углем месторождения Каражыра

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-262-271

Полный текст:

Аннотация

В современной черной металлургии все большее распространение получают технологии прямого восстановления железа из железорудных материалов. Для оценки возможности применения той или иной технологии необходимо получить сведения о процессах восстановления оксидов железа. Учитывая, что экспериментальные исследования, как правило, дороги, оптимальным является вычислительный эксперимент, позволяющий делать выводы о поведении исследуемых объектов на основании моделирования высокотемпературных процессов в сложных термодинамических системах с физико-химическими превращениями в равновесных и неравновесных условиях. В качестве инструмента моделирования использован программный комплекс “Терра”, созданный в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана. В результате термодинамических исследований выделены границы областей протекания окислительно-восстановительных процессов и определены оптимальные температура и расход восстановителя, обеспечивающие максимальную степень восстановления железа. Представлены результаты моделирования процесса восстановления железа из железорудного концентрата, полученного при обогащении железной руды месторождения Бапы углем месторождения Каражыра, Казахстан. Установлены зависимости состава и объема газовой фазы, образующейся в результате выделения летучих компонентов угля в процессе нагрева, степени восстановления железа при различных расходах угля от температуры. Установлено, что полное восстановление железа происходит при расходах угля 25 кг/100 кг концентрата и температуре 1013 К, а дальнейшее увеличение расхода восстановителя приводит только к изменению соотношения СО и СО2 в газовой фазе в сторону уменьшения окислительного потенциала и к увеличению температуры завершения восстановительного процесса.

Об авторах

И. А. Рыбенко
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой прикладных информационных технологий и программирования

Кемеровская обл., г. Новокузнецк



Б. А. Едильбаев
ТОО “Bapy Mining”
Казахстан

директор по проектам

г. Алматы



О. И. Нохрина
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии черных металлов

Кемеровская обл., г. Новокузнецк



И. Д. Рожихина
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии черных металлов

Кемеровская обл., г. Новокузнецк



Е. В. Протопопов
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии черных металлов

Кемеровская обл., г. Новокузнецк



И. Е. Ходосов
Компания “Север Минералс”
Россия

канд. техн. наук, инженер

Кемеровская обл., г. Новокузнецк



В. М. Страхов
Кузнецкий центр Восточного научно-исследовательского углехимического института (ВУХИН)
Россия

канд. техн. наук, заведующий коксовой лабораторией

Кемеровская обл., г. Новокузнецк



М. А. Голодова
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

канд. техн. наук, доцент кафедры архитектуры

Кемеровская обл., г. Новокузнецк



Список литературы

1. Спирин Н.А., Лавров В.В., Паршаков С.И., Денисенко С.Г. Оптимизация и идентификация технологических процессов в металлургии. ― Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 2006. ― 307 с.

2. Юсфин Ю.С., Гиммельфарб А.А., Пашков Н.Ф. Новые процессы получения металла. ― М.: Металлургия, 1994. ― 320 с.

3. Прямое восстановление железной руды углем // Новости черной металлургии за рубежом. 2010. № 6. С. 20–25.

4. Nоkhrina O.I., Rozhihina I.D., Khodosov I.E., Rybenko I.A. Energy-Efficient Reduction of Iron from Its Ores // Steel in Translation. 2016. V. 46. № 4. P. 245−550.

5. Рыбенко И.А. Развитие теоретических основ и разработка ресурсосберегающих технологий прямого восстановления металлов с использованием метода и инструментальной системы моделирования и оптимизации: дис. … д-р техн. наук. ― Новокузнецк, 2018. ― 327 с.

6. Рыбенко И.А. Применение методики и инструментальной системы расчета металлургических процессов для разработки теоретических основ ресурсосберегающих технологий: монография. ― Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2016. ― 187 с.

7. Рыбенко И.А., Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Голодова М.А. Моделирование и оптимизация условий и режимов процессов прямого восстановления металлов: монография. ― Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2019. ― 182 с.

8. Рыбенко И.А. Разработка оптимальных технологических режимов получения металлов с использованием методов математического моделирования и инструментальных систем // Черная металлургия. Бюллетень научнотехнической и экономической информации. 2018. № 2. С. 57–61.

9. Труды в области металлографии (металловедение), теории металлургических процессов, общей и физической химии / Под ред. А. А. Байкова. ― М.: Изд-во АН СССР, 1948. Т. 2. ― 546 с.

10. Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. ― М.: Металлургия, 1994. ― 175 с.

11. Трусов Б.Г. Программная система ТЕРРА для моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах // III Междунар. симпозиум “Горение и плазмохимия”. 24–26 августа 2005. Алматы, Казахстан. ― Алматы: Казак университетi, 2005. С. 52–57.

12. Рыбенко И.А. Термодинамическое моделирование процессов в элементарных системах: монография. ― Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2016. ― 98 с.

13. Ходосов И.Е., Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Рыбенко И.А. Моделирование твердофазного восстановления железа каменными углями // Современные проблемы электрометаллургии стали: материалы XVI Междунар. конф.: в 2-х ч. ― Магнитогорск: Изд. ЮУрГУ, 2015. С. 210–214.

14. Голодова М.А., Рожихина И.Д., Нохрина О.И., Рыбенко И.А. Использование методов термодинамического моделирования для описания процессов восстановления элементов из чистых оксидных систем // Моделирование и наукоемкие информационные технологии в технических и социально-экономических системах: тр. IV Всерос. научнопрактич. конф. с междунар. участием. В 2 ч. Ч. I; под общ. ред. В.П. Цымбала, Т.В. Киселевой. ― Новокузнецк: Изд. СибГИУ, 2016. C. 117–123.


Для цитирования:


Рыбенко И.А., Едильбаев Б.А., Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Протопопов Е.В., Ходосов И.Е., Страхов В.М., Голодова М.А. Термодинамическое исследование процесса восстановления железорудного концентрата месторождения Бапы углем месторождения Каражыра. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021;77(3):262-271. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-262-271

For citation:


Rybenko I.A., Edil’baev B.A., Nokhrina O.I., Rozhikhina I.D., Protopopov E.V., Khodosov I.E., Strakhov V.M., Golodova M.A. Thermodynamic study of reduction process of Bapy deposit iron ore concentrate by coal of Karazhyra deposit. Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information. 2021;77(3):262-271. (In Russ.) https://doi.org/10.32339/0135-5910-2021-3-262-271

Просмотров: 17


ISSN 0135-5910 (Print)
ISSN 2619-0753 (Online)