Використання нанорідин для підвищення ефективності огрудкування залізовмісної шихти

UKR: У статті досліджено можливість підвищення ефективності процесу огрудкування залізовмісної шихти шляхом використання нанорідин на основі колоїдних розчинів глинистих мінералів. Обґрунтовано вибір як активатора грудкоутворення суміші аттапульгіту та монтморилоніту, які завдяки своїй високій питомій поверхні, гідрофільності, йоннообмінній здатності та природному нанорозмірному стану, забезпечують покращення грануляційних властивостей шихти. Методом ультразвукового диспергування отримано стабільну нанорідину, яка застосовувалась у лабораторних умовах для моделювання процесів грудкування. Лабораторні дослідження показали, що введення нанорідини сприяє суттєвому зростанню виходу цільової фракції агломераційної шихти (3—7 мм), зокрема при оптимальному рівні вологості (приблизно 12 %). Водночас було виявлено, що подальше збільшення вологості до 13—13,5 % спричиняє перезволоження, що негативно впливає на міцність гранул і призводить до злипання частинок. У промислових умовах (на агломашині № 6 агломераційного цеху ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг») проведено серію дослідно-промислових випробувань із застосуванням трьох різних марок активатора грудкоутворення, виготовленого ТОВ НВФ «КОШ». Було розроблено схему дозованої подачі активатора до барабана-змішувача. За результатами промислових випробувань, незважаючи на підвищення рівня виходу цільової фракції в лабораторних умовах, суттєвого покращення продуктивності агломашини досягти не вдалося. Визначено, що головним обмежувальним фактором є недосконалість конструкції барабана-змішувача, яка не забезпечує оптимального середовища для ефективного грудкоутворення. Отримані результати підтверджують перспективність використання нанодиспергованих глинистих активаторів у процесі агломерації, проте також вказують на необхідність технічної модернізації обладнання для реалізації повного потенціалу нових технологічних підходів.

ENG: The article investigates the possibility of improving the efficiency of iron-containing charge agglomeration by using nanofluids based on colloidal solutions of clay minerals. The selection of an agglomeration activator composed of attapulgite and montmorillonite is substantiated, given their high specific surface area, hydrophilicity, ion exchange capacity, and natural nanoscale structure, which enhance the agglomeration properties of the charge. A stable nanofluid was obtained through ultrasonic dispersion and applied in laboratory experiments to simulate the agglomeration process. Laboratory studies demonstrated that the introduction of nanofluid significantly increases the yield of the target agglomeration fraction (3–7 mm), especially at an optimal moisture content of approximately 12 %. However, further moisture increase to 13–13.5 % led to over-wetting, which negatively affected the strength of the granules and caused particle agglomeration. Industrial-scale pilot tests were conducted at sintering machine No. 6 of the agglomeration shop of ArcelorMittal Kryvyi Rih using three different grades of agglomeration activator produced by the company "KOSH." A dosing and injection system was designed for feeding the nanofluid into the mixing drum. Despite the positive effect observed in laboratory conditions, the pilot-scale trials did not show a significant increase in the productivity of the sintering machine. It was determined that the main limiting factor is the imperfect design of the mixing drum, which fails to create optimal conditions for efficient granule formation. The obtained results confirm the potential of using nano-dispersed clay-based additives in the agglomeration process. However, they also highlight the need for technical modernization of the equipment in order to fully realize the benefits of these innovative process enhancements.