ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова», Магнитогорск, Россия:

А. С. Харченко, заведующий кафедрой «Металлургия и химические технологии», докт. техн. наук, доцент, эл. почта: as.mgtu@mail.ru
С. К. Сибагатуллин, профессор кафедры «Металлургия и химические технологии», докт. техн. наук

ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Магнитогорск, Россия:
А. В. Павлов, начальник доменного цеха, канд. техн. наук
А. А. Полинов, начальник горно-обогатительного производства

Выявлены основные факторы, действующие на удельный расход природного газа. Наиболее значимые из них для существующих условий — расход технологического кислорода, реакционная способность кокса (CRI — от англ. coke reactivity index) и горячая прочность кокса (CSR — от англ. coke strength after reaction). Росту удельного расхода природного газа в среднем по цеху c 106,7 до 135,2 м³/т чугуна с эквивалентом замены не менее 0,7 кг/м³ способствовало повышение содержания кислорода c 26,95 до 27,4 % и увеличение реакционной способности кокса c 33,4 до 35,1 %. Освоена технология загрузки агломерата повышенного качества фабрики № 5 в доменные печи ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ПАО «ММК»). Увеличение содержания агломерата фабрики в составе железорудной части шихты на каждые 10 % увеличивало производительность доменной печи на 21,1 т/сутки при снижении удельного расхода кокса на 2,8 кг/т чугуна. Разработан и внедрен локальный режим загрузки промывочных материалов в зависимости от горячей прочности кокса по CSR.
1. В зону рудного гребня при поступлении кокса с CSR более 40 %.
2. В различные зоны при CSR менее 40 %:
– к осевой зоне, если CSR составляет менее 90 % от средней величины за предшествующие 5 суток;
– в зону рудного гребня, если CSR составляет более 110 % от средней величины за предшествующие 5 суток;
– равномерно по сечению колошника, если CSR составляет 90–110 % от средней величины за предшествующие 5 суток.

1. Еланский Д. Г. Безуглеродная черная металлургия – пути и их стоимость // XVI Международный конгресс сталеплавильщиков и производителей металлов. 2021. С. 51–57.
2. Григорович К. В., Семин А. Е. XIV Международный конгресс сталеплавильщиков и производителей металла «Сталь в ногу со временем» // Тяжелое машиностроение. 2017. № 1-2. С. 2–5.
3. Торохов Г. В., Травянов А. Я., Голубев О. В., Черноусов П. И. Современное состояние и перспективы металлургии железа // XVI Международный конгресс сталеплавильщиков и производителей металлов. 2021. С. 357–363.
4. Чайка А. Л., Лебедь В. В., Корнилов Б. В., Москалина А. А., Кариков С. А. Теплоэнергетический анализ технологий уменьшения выбросов диоксида углерода и повышения энергоэффективности доменного производства // Сталь. 2021. № 1. С. 81–84.
5. Bahgat M., Abdel Halim K. S., El-Kelesh H. A., Nasr M. I. Blast furnace operating conditions manipulation for reducing coke consumption and CO₂ emission // Steel Research International. 2012. No. 83, Iss. 7. P. 686–694.
6. Неделин С. В. Перспективы развития черной металлургии с учетом экологических ограничений // XVI Международный конгресс сталеплавильщиков и производителей металлов. 2021. С. 38–44.
7. Грибков А. А., Шевелев Н. Л., Бродов А. А. Реализация энергосберегающих технологий в черной металлургии России — ключевой фактор выполнения Парижских соглашений по климату // Металлург. 2021. № 2. С. 4–8.
8. Витькина Г. Ю., Дмитриев А. Н., Алекторов Р. В. Исследование основных металлургических характеристик железорудных материалов (агломерат и окатыши) // Промышленное производство и металлургия. Материалы международной научно-технической конференции. 2020. С. 132–137.
9. Sibagatullin S. K., Kharchenko A. S., Savinov A. S., Gushchin D. N., Mazur I. P. A development of the adaptive technology of sinter production at PJSC MMK // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2018. No. 53, Iss. 5. P. 990–994.
10. Дмитриев А. Н., Шумаков Н. С., Леонтьев Л. И., Онорин О. П. Основы теории и технологии доменной плавки. — Екатеринбург : Институт металлургии УрО РАН, 2005. — 545 с.
11. Дмитриев А. Н. Аналитическое исследование влияния качества титаномагнетитового сырья на показатели доменной плавки // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 8. С. 609–615.
12. Вязникова Е. А., Дмитриев А. Н., Витькина Г. Ю., Алекторов Р. В., Овчинникова Л. А. Некоторые особенности минералогического состава железорудных агломератов // Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР. 2020. С. 195–198.
13. Moni S., Pradeep Ch., Meghna M., Dipankar R., Surajit S. et al. Low carbon sinter making: use of inert gas to improve sinter RDI // ISIJ International. 2021. Vol. 61, No. 10. P. 2501–2506.
14. Bahgat M., Abdel Halim K. S., El-Kelesh H. A., Nasr M. I. Enhancement of wüstite reducibility in blast furnace: Reaction kinetics and morphological changes // Ironmaking and Steelmaking. 2012. No. 39, Iss. 5. P. 327–335.
15. Sibagatullin S. K., Kharchenko A. S. Devyatchenko L. D. Assessment of nonuniform batch distribution in blast furnace // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 10. P. 624–630.
16. Пыхтеева К. Б., Загайнов С. А., Тлеугабулов Б. С. и др. Анализ особенностей формирования порций и истечения материалов из бункера БЗУ при загрузке шихты // Сталь. 2008. № 6. С. 14–19.
17. Воронцов В. В., Степанов А. Т. К вопросу о распределении шихтовых материалов по окружности колошника доменной печи // Вестник Череповецкого государственного университета. 2010. № 1. С. 129–133.
18. Juan Jiménez, Javier Mochón, Jesús Sainz de Ayala. Mathematical model of gas flow distribution in a scale model of a blast furnace shaft // ISIJ International. 2004. Vol. 44. No. 3. P. 518–526.
19. Товаровский И. Г. Прогнозная оценка влияния шихтовых материалов по радиусу колошника на процессы и показатели доменной плавки // Металлург. 2014. № 8. С. 46–52.
20. Huatao Zhao, Minghua Zhu, Ping Du, Seiji Taguchi, Hongchao Wei. Uneven distribution of burden materials at blast furnace top in bell-less top with parallel bunkers // ISIJ International. 2012. Vol. 52. No. 12. P. 2177–2185.
21. Sibagatullin S. K., Kharchenko A. S., Savchenko G. Yu., Beginyuk V. A. Blast furnace performance improved through optimum radial distribution of materials at the top while changing the charging pattern // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 16. P. 11–15.
22. Онорин О. П., Спирин Н. А., Лавров В. В., Косаченко И. Е., Рыболовлев В. Ю. Оценка формы зоны вязкопластичных масс железорудных материалов в доменной печи методом математического моделирования // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2013. № 6. С. 24–29.
23. Samik N., Ankit G., Sananda P., Dharm Jeet G., Binayak A. Prediction of heap shape in blast furnace burden distribution // ISIJ International. 2014. Vol. 54. No. 7. P. 1517–1520.
24. Сибагатуллин С. К., Харченко А. С., Чернов В. П., Бегинюк В. А. Совершенствование доменного процесса за счет создания условий для увеличения потребления природного газа применением сырья повышенной прочности // Черные металлы. 2017. № 8. С. 27–33.
25. Тонких Д. А., Кариков С. А., Тараканов А. К. и др. Совершенствование режимов загрузки и дутья на доменных печах ПАО МК «Азовсталь» // Металлург. 2013. № 9. С. 42–48.
26. Сибагатуллин С. К., Харченко А. С., Бегинюк В. А., Селиванов В. Н., Чернов В. П. Совершенствование хода доменного процесса повышением расхода природного газа по газодинамике в верхней ступени теплообмена // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2017. Т. 15. № 1. С. 37–44.
27. Сибагатуллин С. К., Харченко А. С., Девятченко Л. Д. Приложение марковских цепей к анализу эффективности работы доменной печи // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 8. C. 649–656.
28. Jun Ishii, Ryota Murai, Ikuhiro Sumi, Yang Yongxiang, Rob Boom. Gas permeability in cohesive zone in the ironmaking blast furnace // ISIJ International. 2017. Vol. 57. No. 9. P. 1531–1536.