Influence of Biocoke on Iron Ore Sintering Performance and Strength Properties of Sinter
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine
Abstract
ENG: Purpose. The research purpose is to substantiate the use of biocoke as a fuel in the iron ore sintering, as well as its influence on the performance and properties of the resulting sinter. To completely replace conventional coke breeze, biocoke is produced using 5 wt.% biomass wood pellets at different carbonization temperatures of 950 or 1100°C. Further, the influence of biocoke on the sintering process and the sinter quality is studied at a high proportion of biomass pellets of 10, 15, 30, 45 wt.% and a carbonization temperature of 950°C. Methods. Carbonization is performed in shaft-type electric furnaces to produce laboratory coke or biocoke. Afterward, the sintering of iron ores is conducted on a sinter plant. To assess the sintering process and the quality of the resulting sinter, the filtration rate is determined on a laboratory sinter plant using a vane anemometer designed to measure the directional flow average velocity under industrial conditions. The sinter reducibility is studied using a vertical heating furnace to assess the effect of coke and biocoke on the sinter’s physical-chemical properties. Findings. It has been determined that biocoke, carbonized at a temperature of 950°C, has good prospects and potential for a shift to a sustainable process of iron ore sintering. Originality. It has been proven that biocoke with a biomass pellet ratio of up to 15 wt.%, obtained at a temperature of 950°C, does not affect the parameters characterizing the sintering process. The sinter strength indicators correspond to the use of 100 wt.% conventional coke breeze. Biocoke used with a high proportion of biomass pellets of 30 and 45 wt.% causes a deterioration in the sinter quality. Practical implications. The results of using biocoke with the addition of 5-15 wt.% biomass pellets and at a temperature of 950°C are within the standard deviation, which makes it possible to use biocoke with 15 wt.% biomass pellets instead of industrial coke breeze.
UKR: Мета. Метою дослідження є обґрунтування використання біококсу як палива при агломерації залізних руд, а також його вплив на характеристики процесу агломерації та властивості отриманого агломерату. Для повної заміни традиційного коксового дріб’язку, біококс виробляють із використанням 5 мас.% деревних пелет біомаси за різних температур карбонізації 950 або 1100°C. Далі досліджується вплив біококсу на процес агломерації та якість агломерату при високій частці пелет біомаси 10, 15, 30 і 45 мас.% і температурі карбонізації 950°C. Методика. Для отримання лабораторного коксу або біококсу, карбонізацію проводять у шахтній електропечі. Після цього, з використанням агломераційної установки, проводять агломерацію залізних руд. Для оцінки процесу агломерації та якості отриманого агломерату, на лабораторній агломераційній установці за допомогою пластинчастого анемометра, призначеного для вимірювання середньої швидкості спрямованого потоку в промислових умовах, визначають швидкість фільтрації. Для оцінки впливу коксу та біококсу на фізико-хімічні властивості агломерату було досліджено відновлюваність отриманого агломерату в печі з вертикальним нагріванням. Результати. Визначено, що біококс, карбонізований за температури 950°C, має хороші перспективи та потенціал для переходу до сталого процесу агломерації залізної руди. Наукова новизна. Доведено, що біококс із співвідношенням гранул біомаси до 15 мас.%, отриманий за температури 950°C, не впливає на параметри, що характеризують процес спікання. Показники міцності агломерату відповідають використанню 100 мас.% звичайного коксового дріб’язку. Біококс, застосований з високою часткою пелет біомаси 30 і 45 мас.%, спричиняє погіршення якості агломерату. Практична значимість. Результати використання біококсу з додаванням пелет біомаси від 5-15 мас.% та за температури 950°C знаходяться в межах стандартного відхилення, що робить можливим використання біококсу з пелетами біомаси до 15 мас.% замість промислового коксового дріб’язку.
UKR: Мета. Метою дослідження є обґрунтування використання біококсу як палива при агломерації залізних руд, а також його вплив на характеристики процесу агломерації та властивості отриманого агломерату. Для повної заміни традиційного коксового дріб’язку, біококс виробляють із використанням 5 мас.% деревних пелет біомаси за різних температур карбонізації 950 або 1100°C. Далі досліджується вплив біококсу на процес агломерації та якість агломерату при високій частці пелет біомаси 10, 15, 30 і 45 мас.% і температурі карбонізації 950°C. Методика. Для отримання лабораторного коксу або біококсу, карбонізацію проводять у шахтній електропечі. Після цього, з використанням агломераційної установки, проводять агломерацію залізних руд. Для оцінки процесу агломерації та якості отриманого агломерату, на лабораторній агломераційній установці за допомогою пластинчастого анемометра, призначеного для вимірювання середньої швидкості спрямованого потоку в промислових умовах, визначають швидкість фільтрації. Для оцінки впливу коксу та біококсу на фізико-хімічні властивості агломерату було досліджено відновлюваність отриманого агломерату в печі з вертикальним нагріванням. Результати. Визначено, що біококс, карбонізований за температури 950°C, має хороші перспективи та потенціал для переходу до сталого процесу агломерації залізної руди. Наукова новизна. Доведено, що біококс із співвідношенням гранул біомаси до 15 мас.%, отриманий за температури 950°C, не впливає на параметри, що характеризують процес спікання. Показники міцності агломерату відповідають використанню 100 мас.% звичайного коксового дріб’язку. Біококс, застосований з високою часткою пелет біомаси 30 і 45 мас.%, спричиняє погіршення якості агломерату. Практична значимість. Результати використання біококсу з додаванням пелет біомаси від 5-15 мас.% та за температури 950°C знаходяться в межах стандартного відхилення, що робить можливим використання біококсу з пелетами біомаси до 15 мас.% замість промислового коксового дріб’язку.
Description
M. Boyko: ORCID 0000-0003-3557-9027; M. Yaholnyk: ORCID 0000-0003-2686-8601
Keywords
biocoke, coke breeze, iron ore sinter, sintering process, sintering performance, strength, wood pellets, біококс, коксовий дріб’язок, агломерація залізної руди, процес агломерації, продуктивність агломерації, міцність, деревні пелети, КМЧС, КМПтаВ
Citation
Kieush L., Koveria A., Boyko M., Yaholnyk M., Hrubiak A., Molchanov L., Moklyak V. Influence of Biocoke on Iron Ore Sintering Performance and Strength Properties of Sinter. Mining of Mineral Deposits. 2022. Vol. 16. Iss. 2. P. 55–63. DOI: https://doi.org/10.33271/mining16.02.055.