Complex Solid-Phase Reduction in a Blast Furnace of Self-Healing Pellets of Cold Agglomeration Containing By-Product Carbon Materials of Metallurgical Production

ENG: The reactions of direct and indirect reduction occurring during the heat treatment of self reducing pellets (SRP) have been studied. In this investigation Blast furnace (BF) sludge which contains particles of coke, has been included in the SRP blend as a source of solid reductant. In the SRP as a part ot the blast furnace burden occur the reactions simultaneously: inside of SRP-direct reduction by Csolid; gasification of carbon and indirect reduction by CO; and outside of SRP-indirect reduction of iron bearing oxides by reducing gas coming from the hearth of blast furnace through the column of charged materials. The experiments was performed continuously from the start temperature (~200 ˚C) to the experimental temperature (500 ˚C; 700 ˚C; 900 ˚C; 1100 ˚C) in argon free environment. Upon reaching the desired temperature argon was replaced by hydrogen during 30 minutes. After that the reduced probe of SRP was cooled in argon. The objective of the present work is to research a quantitate ratio of degree direct reduction inside of SRP and degree of indirect reduction outside of SRP on the top of the blast furnace.

UKR: Процеси доменної печі відрізняється від процесів виробництва заліза прямим відновленням. У твердих і самовідновлювальних брикетах (СВР) у складі шихти доменної печі одночасно відбуваються реакції: всередині СВР – пряме відновлення вуглецем (твердим); газифікація вуглецю та непряме відновлення монооксидом вуглецю, а зовні СВР – непряме відновлення відновлювальним газом, що надходить з поду доменної печі. Інтегральний ступінь відновлення СВР, а саме пряме відновлення твердим вуглецем, що міститься в СВР, та непряме відновлення відновлювальним газом – воднем зовні СВР, досліджувався при температурах 500; 700; 900 та 1100°C. Були оцінені ступені відновлення СВР твердим вуглецем (всередині зразка) в атмосфері аргону воднем (зовнішня поверхня зразка) за допомогою експерименту з відновлення. Отримано наступні результати. Відновлення F2O3 до Fe3O4 відбувається прямим відновленням (ступінь прямого відновлення становить 46,06%) та непрямим відновленням воднем (ступінь відновлення 53,94%) за температури 500 °C. Вміст кисню в F2O3 для переходу на Fe3O4 дорівнює 15,8%, що відповідає інтегральному ступеню відновлення – 16,5%. Аналогічно, інтегрований ступінь відновлення при прямій температурі 700 °C дорівнює 97,1%, що включає 34,9% за прямої температури 700 °C; та 100%, що включає 48,7% за прямої та 51,3% за непрямої відновлення за температури 900 °C. Інтегрований ступінь відновлення дорівнює 100%, що включає 98,6% за прямої відновлення твердим вуглецем за температури 1100 °C. Хімічний аналіз відновленого полімерного волокнистого матеріалу (SRP) показав зміну ступеня інтегрального відновлення з 85,79 % (900 °C) до 92,50 % (1000 °C) та 84,6 % (1100 °C) та металізації 83,30 % (900 °C), 89,90 % (1000 °C), 80,75 % (1100 °C). Ці дані відповідають результатам залежності ступеня відновлення СВР від температури. Відновлений зразок містить металеву фазу, що утворює найтонші дендрити у склоподібній масі шлакоутворюючих компонентів. Таке перетворення в СВР забезпечує значне підвищення міцності завдяки утворенню металевого каркаса.