ООО «Научно-производственное внедренческое предприятие ТОРЭКС», Екатеринбург, Россия:

И. С. Вохмякова, руководитель группы металлизации и перспективных технологий, канд. техн. наук
И. С. Берсенев, руководитель научно-аналитического отдела, канд. техн. наук, эл. почта: i.bersenev@torex-npvp.ru

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия:
О. Г. Сивков, аспирант
А. А. Степанова, аспирант

Горячебрикетированное железо (ГБЖ) является продуктом с низким углеродным следом, поэтому ожидают рост темпов его применения в металлургии. Использование ГБЖ в сталеплавильном производстве в составе твердой металлошихты ограничено требованиями к его влажности. В зависимости от условий производства, хранения и транспортировки влажность ГБЖ может изменяться в интервале от 1 до 5,5 %. Однако значение влажности более 1,5 % уже создает опасную ситуацию при подаче ГБЖ в сталеплавильный агрегат. Кроме того, сушка ГБЖ может служить эффективным способом снижения его вторичного окисления и улучшения транспортных свойств. Поэтому понимание кинетики сушки ГБЖ позволит обоснованно формулировать требования к обращению с ним на металлургических производствах, а при необходимости — выбирать режим сушки. С этой целью проведены исследования процесса сушки ГБЖ и определены его рациональные условия на производстве. Применяемая методика исследования — физическое моделирование. В ходе экспериментов установлено, что сушка ГБЖ возможна с использованием сушильного агрегата и путем испарения влаги в естественных условиях. Скорость принудительной сушки на 2 порядка выше. Определен оптимальный режим сушки: температура теплоносителя — 170–180 °C; длительность сушки — 30 мин на каждый 1 % влаги; расход теплоносителя на сушку — 413 м³/т; расход природного газа на сушку — 2,92 м³/т. Реализация данного технического решения возможна как на предприятиях по производству ГБЖ, так и на предприятиях по производству стали — основных потребителях ГБЖ.

1. Берсенев И. С., Брагин В. В., Солодухин А. А. и др. Современные проблемы окускования железорудного сырья // Металлургия: технологии, инновации, качество : тр. XXII Международной научно-практической конференции : в 2-х ч. Ч. 1. — Новокузнецк : Изд. центр СибГИУ, 2021. С. 32–37.
2. Неделин С. В. Перспективы развития черной металлургии с учетом экологических ограничений // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 8. С. 936–942.
3. Коростелев А. А., Семин А. Е., Котельников Г. И., Емельянов В. В., Мурзин И. С. Использование горячебрикетированного железа при выплавке стали в дуговой сталеплавильной печи // Черные металлы. 2018. № 3. С. 18–23.
4. Алабушев Е. А., Берсенев И. С., Брагин В. В. и др. Оценка рисков использования водорода взамен углеродсодержащих топлив в черной металлургии // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 8. С. 925–930.
5. Романова О. А., Сиротин Д. В. Стратегический вектор развития металлургии России в условиях новой реальности // Известия УГГУ. 2022. Вып. 3 (67). С. 133–145.
6. Шевелев Л. Н., Бродов А. А. Энергосбережение, повышение энергоэффективности и снижение выбросов парниковых газов в черной металлургии России // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 2. С. 3–6.
7. PyeDan S., Will W., Mc Dowall T. et al. Regional uptake of direct reduction iron production using hydrogen under climate policy // Energy and Climate Change. 2022. Vol. 3, Iss. 3. P. 1–18.
8. Wanho Kim, Il Sohn. Critical challenges facing low carbon steelmaking technology using hydrogen direct reduced iron // Joule. 2022. Vol. 6, Iss. 10. P. 2228–2232.
9. Weigel M., Fischedick M., Marzinkowski J., Winzer P. Multicriteria analysis of primary steelmaking technologies // Journal of Cleaner Production. 2016. Vol. 112. P. 1064–1076.
10. Пат. 2699468 РФ. Способ производства стали / С. Г. Журавлев, А. Е. Ключников, В. Н. Попович и др. // Заявл. 19.12.2018 ; опубл. 05.09.2019.
11. Graupnera Y., Weckenborga Ch., Spenglera T. S. Designing the technological transformation toward sustainable steelmaking: A framework to provide decision support to industrial practitioners // Procedia CIRP. 2022. Vol. 105. P. 706–711.
12. Тимофеева А. С., Кожухов А. А., Никитченко Т. В. и др. Влияние влажности окружающей среды на вторичное окисление горячебрикетированного железа // Сталь. 2022. № 12. С. 2–5.
13. Вохмякова И. С., Берсенев И. С., Бородин А. В. и др. Механизм окисления горячебрикетированного железа (ГБЖ, HBI) // Сталь. 2022. № 3. С. 2–6.