Вплив водневмісних газів на процеси розм’якшення та плавлення різних типів залізорудної сировини в доменній печі
DOI:
https://doi.org/10.52150/2522-9117-2025-39-02Ключові слова:
процеси відновлення, водень, залізорудна сировина, когезійна зона, доменна пічАнотація
Необхідною умовою ефективної і стабільної роботи доменних печей є розуміння закономірностей процесів розм'якшення-плавлення різних типів залізорудної сировини. Ці процеси дуже специфічні для різних типів сировини і різних умов, а додавання водню до сумішей відновлювальних газів суттєво впливає на їхні параметри. Основними перевагами використання водню у відновлювальних газах є його значний потенціал для заміни викопного палива та скорочення викидів CO2, який виражається в позитивному впливу на процеси відновлення і процеси розм'якшення-плавлення та можливостей оптимізації роботи доменної печі за рахунок покращення проникності шару шихти. Серед основних недоліків і проблем – нижча ефективність використання водню в промислових умовах, висока вартість його виробництва і ендотермічна поведінка, що потребує більш високотемпературного середовища для досягнення прийнятної ефективності. Складність і багатофакторність процесів, які відбуваються в пластичній зоні доменній печі, може призводити до суперечливих наслідків при використанні водневмісних газів. В лабораторних умовах ІЧМ було проведено серію дослідів по вивченню впливу вмісту водню на властивості зони когезії (температури розм'якшення, початку плавлення і крапання та діапазони розм'якшення-плавлення) агломератів і окатишів українського виробництва. Результати досліджень показали, що для цих типів ЗРС помірне збагачення відновних газів воднем (приблизно до 10-15%) може призвести до значних покращень у роботі доменної печі. Зокрема, зі збільшенням вмісту Н2 підвищуються температури розм'якшення та плавлення. Додавання водню позитивно впливає на високотемпературні властивості всіх досліджених видів ЗРС українського виробництва, покращуючи проникність, звужуючи когезійну зону та змінюючи характеристики розм'якшення-плавлення, що сприяє більш стабільній та ефективній роботі доменної печі, але високотемпературна поведінка різних типів ЗРС має суттєві відмінності, що необхідно враховувати при розробці рекомендацій по використанню водню в доменній печі.
Посилання
Ma, K., Deng, J., Wang, G., et al. (2021). Utilization and Impacts of Hydrogen in the Ironmaking Processes: A Review from Lab-Scale Basics to Industrial Practices. International Journal of Hydrogen Energy, 46,(52), 26646-26664. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.05.095
Silva, F. R., Lemos, L. R., Nogueira, P. D. F., et al. (2021). Effect of Ternary Basicity of Iron Ore-Fluxed Pellets on Melting and Softening Properties in a Blast Furnace. Metallurgical and Materials Transactions B, 52, 69–76. https://doi.org/10.1007/s11663-020-01917-6
Iljana, M., Kemppainen, A., Paananen, T., et al. (2016). Evaluating the Reduction-Softening Behaviour of Blast Furnace Burden with an Advanced Test. ISIJ International, 56(10), 1705-1714. http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2016-117
Heikkilä, A., Iljana, M., Bartusch, H., et al. (2020). Reduction of Iron Ore Pellets, Sinter, and Lump Ore under Simulated Blast Furnace Conditions Steel Research Int., 91, 2000047. https://doi.org/10.1002/srin.202000047
Nesterov, A. S., Garmash, L. Y., Lopatenko, K. P., et al. (2018). Issledovanyja vusokotemperaturnukh svoistv zhelezorudnukh materyalov v laboratornukh uslovyiakh. Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy, 32, 64-79. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2018-32-64-79
Liu, X., Honeyands, T., O’Dea, D., et al. (2017). New Techniques to Measure Softening and Melting Properties of Mixed Burdens of Lump Ore and Sinter. Conference Paper. https://www.researchgate.net/publication/321832946
Liu, Z. W., Chu, B., & Pan, Y. Z. (2023). Effect of Degree of Burden Mixing on the Permeability of Ferrous Burden Layers in the Cohesive Zone. Ironmak. Steelmak, 50, 226. https://doi.org/10.1080/03019233.2022.2099699
Yang, G., Zhang, J., Chen, Y. et al. (2012). Influence of Hydrogen Content of Bosh Gas on Softening-Melting Property of Iron-Bearing Burden Material. Iron and Steel (Peking), 47(9): 14-18. https://www.researchgate.net/publication/
288763714
Miškoviˇcová, Z., Legemza, J., Demeter, P. et al. (2024). An Overview Analysis of Current Research Status in Iron Oxides Reduction by Hydrogen. Metals, 14, 589. https://doi.org/10.3390/met14050589
Softening and Melting Behavior of Ferrous Burden in Hydrogen-rich Blast Furnace Blowing Break and Re-blowing / Li, Q., Wang, J. S., & Wang, G. (2024). ISIJ International, 65(6). https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2024-247
Gladkov, N. A., & Nesterov, A. S. (1987). Protsessu v sloe zhelezorudnukh materyalov pri eho nahrevanii. Metallu, (3), 9-11.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
