Дослідження впливу біоматеріалів на процес спікання залізорудних матеріалів та якість агломерату
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Основне надходження енергії на агломераційних процес відбувається за рахунок спалювання коксового дріб’язку, який забезпечує близько 78 % енергії, яка споживається в процесі агломерації. Спалювання коксового дріб’язку в агломераційному процесі також є основним джерелом забруднюючих речовин, таких як NOx і SOx. Енергія біомаси вважається перспективною заміною коксового дріб’язку в агломерації, по-перше, через її відновлюваність, а по-друге, через нижчий вміст S і N. Для зменшення впливу типу біомаси на властивості агломераційного палива, спрощення технології використання біомаси при агломерації можливо виробництво коксового дріб’язку з додаванням в шихту частки біоматеріалів. Метою роботи було визначення впливу на показники агломераційного процесу та якість агломерату заміни частки твердого палива біоматеріалами, які попередньо проходили підготовку. Методика. Для дослідження в якості твердого палива використовували промисловий коксовий дріб’язок та коксовий дріб’язок, отриманий при температурі піролізу 850-1100 °С з додаванням 5 - 45 % біоматеріалів. Експерименти проводили на агломераційній установці, яка використовувалася спікання шихти з контролем параметрів процесу. Попередньо шихту огрудковували у змішувачі-грануляторі барабанного типу. Після випробувань оцінювали питому продуктивність агломераційної установки, швидкість спікання, а також властивості агломерату. Результати. Представлені результати дослідження показали, що при використанні коксового дріб’язку, отриманого при температурі 1100 °С з добавкою 5 % біоматеріалів, показники агломераційного процесу та якості продукту відповідають таким, що є при використанні промислового коксу. При використанні коксового дріб’язку, отриманого при температурі 850 °С з добавкою 15 % біоматеріалів спостерігається незначні зміни в параметрах процесу відносно базової технології. Застосування коксового дріб’язку, отриманого з використанням понад 15 % біоматеріалів, викликає зниження продуктивності агломераційної установки та міцності отриманого агломерату. Максимальне падіння спостерігається при використанні коксового дріб’язку з температурою піролізу 850 ° С та вмістом біоматеріалів 45%. Наукова новизна. Встановлено механізм впливу коксового дріб’язку з додаванням біоматеріалів на формування високотемпературних зон в процесі агломерації та кінцевої структури агломерату. Практична значущість. Рекомендується застосування в якості агломераційного палива коксового дріб’язку, отриманого при температурі піролізу 850 °С і вмісті біоматеріалів 15 %. При цьому показники агломераційного процесу та якість агломерату зберігаються на базовому рівню. Застосування коксового дріб’язку, отриманого при температурі піролізу 850 °С дозволить знизити енерговитрати на виробництво палива та зменшить загальний екологічний вплив агломераційного виробництва на довкілля.
ENG: Purpose. The main input of energy to the sintering process is due to the burning of coke fines. Combustion of coke fines in the sintering process is also a major source of pollutants such as NOx and SOx. Biomass energy is considered a promising replacement for coke fines in sintering due to its renewable nature and lower S and N content. It is possible to produce coke fines with the addition of biomaterials to the charge to reduce the influence of the type of biomass on the properties of fuel and simplifying the technology of using biomass during sintering. The purpose of the work was to determine the impact on the indicators of the agglomeration process and the quality of the agglomerate of replacing the solid fuel with biomaterials. Methodology. Industrial coke fines and coke fines obtained at a pyrolysis temperature of 850-1100 °C with the addition of 5 - 45% biomaterials were used for research as solid fuel. The experiments were carried out on a sintering unit with control of the process parameters. Previously, the charge was lumped in a drum-type mixer-granulator. After the tests, the specific productivity of the sintering unit, the sintering rate, and the properties of the agglomerate were evaluated. Findings. The results of the study were established that when using coke fines obtained at a temperature of 1100 °C with the addition of 5% biomaterials, the indicators of the agglomeration process and product quality correspond to those of industrial coke. When using coke fines obtained at a temperature of 850 °C with the addition of 15% of biomaterials, there are slight changes in the process parameters relative to the basic technology. The use of coke fines obtained with the use of more than 15% of biomaterials causes a decrease in the productivity of the sintering unit and the strength of the resulting agglomerate. Originality. The mechanism of influence of coke fines with the addition of biomaterials on the formation of high-temperature zones during the agglomeration process and the final structure of the agglomerate was established. Practical value. It is recommended to use coke fines obtained at a pyrolysis temperature of 850 °C and a biomaterial content of 15% as sintering fuel. The use of coke fines obtained at a pyrolysis temperature of 850 °C will reduce energy costs for fuel production and reduce the overall environmental impact of agglomeration production on the environment.
ENG: Purpose. The main input of energy to the sintering process is due to the burning of coke fines. Combustion of coke fines in the sintering process is also a major source of pollutants such as NOx and SOx. Biomass energy is considered a promising replacement for coke fines in sintering due to its renewable nature and lower S and N content. It is possible to produce coke fines with the addition of biomaterials to the charge to reduce the influence of the type of biomass on the properties of fuel and simplifying the technology of using biomass during sintering. The purpose of the work was to determine the impact on the indicators of the agglomeration process and the quality of the agglomerate of replacing the solid fuel with biomaterials. Methodology. Industrial coke fines and coke fines obtained at a pyrolysis temperature of 850-1100 °C with the addition of 5 - 45% biomaterials were used for research as solid fuel. The experiments were carried out on a sintering unit with control of the process parameters. Previously, the charge was lumped in a drum-type mixer-granulator. After the tests, the specific productivity of the sintering unit, the sintering rate, and the properties of the agglomerate were evaluated. Findings. The results of the study were established that when using coke fines obtained at a temperature of 1100 °C with the addition of 5% biomaterials, the indicators of the agglomeration process and product quality correspond to those of industrial coke. When using coke fines obtained at a temperature of 850 °C with the addition of 15% of biomaterials, there are slight changes in the process parameters relative to the basic technology. The use of coke fines obtained with the use of more than 15% of biomaterials causes a decrease in the productivity of the sintering unit and the strength of the resulting agglomerate. Originality. The mechanism of influence of coke fines with the addition of biomaterials on the formation of high-temperature zones during the agglomeration process and the final structure of the agglomerate was established. Practical value. It is recommended to use coke fines obtained at a pyrolysis temperature of 850 °C and a biomaterial content of 15% as sintering fuel. The use of coke fines obtained at a pyrolysis temperature of 850 °C will reduce energy costs for fuel production and reduce the overall environmental impact of agglomeration production on the environment.
Description
М. Ягольник: ORCID 0000-0003-2686-8601; М. Бойко: ORCID 0000-0003-3557-9027; Н. Полякова: ORCID 0000-0001-9789-7499; С. Журавльова: ORCID 0000-0002-8519-5155
Keywords
залізорудний агломерат, коксовий дріб’язок, біоматеріали, екологічний вплив, iron ore agglomerate, coke fines, biomaterials, environmental impact, КМЧС, КСЯСМ
Citation
Ягольник М. В., Бойко М. М., Фурсов М. О., Єфіменко В. В., Полякова Н. В., Журавльова С. В. Дослідження впливу біоматеріалів на процес спікання залізорудних матеріалів та якість агломерату. Теорія і практика металургії. 2022. № 2 (133). С. 45–52. DOI: https://doi.org/10.34185/tpm.2.2022.06.