Введение
1 Обоснование выбора технологии жесткой вакуумной экструзии для окускования техногенного и природного сырья, применяемого в экстрактивных процессах черной металлургии 11
1.1 Сравнительный анализ основных промышленных технологий брикетирования с точки зрения их влияния на металлургические свойства брикетов 13
1.2 Выводы по главе 28
2 Методы исследования, используемые в работе 30
2.1 Изготовление лабораторных и опытно-промышленных брэксов 30
2.2 Исследование металлургических свойств брэксов 32
2.2.1 Определение восстановимости железорудных материалов 32
2.2.2 Определение горячей прочности железорудных материалов во вращающемся барабане после низкотемпературного восстановления по стандарту ISO 4696-1:1998 и ISO 4696-2:1998 33
2.3 Минералогические исследования 35
2.3.1 Оптическая микроскопия 35
2.3.2 Термографический метод STA 36
2.3.3 Мессбауэровская спектроскопия 37
2.3.4 Растровая (электронная) микроскопия 38
2.3.5 Рентгеноструктурный анализ 39
2.4 Исследование пористости брэксов методами электронной микроскопии и компьютерной томографии с использованием ПО «STIMAN» (МГУ) 40
2.4.1 Компьютерная томография 40
2.4.2 Растровая электронная микроскопия 42
2.5 Математическое моделирование с использованием пакета ABAQUS 43
2.5.1 Метод конечных элементов 43
2.5.2 Программный комплекс ABAQUS 45
2.6 Компьютерное моделирование доменной плавки 46
3 Особенности жесткой вакуумной экструзии как способа брикетирования природного и техногенного сырья 49
3.1 Подготовка шихтовых материалов для окускования методом ЖВЭ 49
3.2 Технологический процесс окускования методом жесткой вакуумной экструзии 58
3.3 Транспортировка, складирование и хранение брэксов 71
3.4 Выводы по главе 79
4 Исследование свойств, оптимизация состава и анализ эффективности и перспектив применения брэксов в доменном производстве 80
4.1 Структура, прочность и поведение при восстановлении шламовых и рудококсовых брэксов, как компонентов шихты доменных печей 80
4.2 Исследование металлургических свойств промышленных брэксов, применяемых в качестве основного компонента шихты доменной печи 89
4.2.1 Физико-механические свойства промышленных брэксов 92
4.2.2 Изменение структуры и состава промышленных брэксов в процессе восстановления95
4.3 Опыт освоения технологии проплавки брэксов при увеличении их доли в шихте 98 до 100 % 98
4.4 Оценка перспектив использования углеродсодержащих брэксов их железорудного концентрата 102
4.5 Выводы по главе 105
5 Анализ промышленного применения и опытно-промышленных испытаний брэксов в процессах производства ферросплавов и железа прямого получения 107
5.1 Анализ результатов выплавки ферросиликомарганца в промышленной руднотермической печи с использованием в шихте брэксов 107
5.1.1 Лабораторные исследования свойств брэксов для выплавки силикомарганца 108
5.1.2 Опытно-промышленная кампания по выплавке силикомарганца с брэксами в рудной части шихты 117
5.2 Анализ результатов применения брэксов в шихте реактора прямого получения железа (процесс Midrex) 124
5.3 Выводы по главе 139
6 Основные научные и практические результаты диссертационной работы 141
Список использованной литературы 142
