ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ САМОВОЗГОРАНИЯ РАЗЛИЧНОГО ВИДА МЕТАЛЛИЗОВАННОЙ МЕЛОЧИ

Аннотация. В настоящее время все более широкое распространение получает металлизованный продукт, особенно горячебрикетированное железо.

Но горячебрикетировагнное железо может иметь целые брикеты, может иметь фрагменты различных фракций, поэтому температура самовозгорания может изменяться. В работе представлены исследования по температуре самовозгорания различного вида фрагментов горячебрикетированного железа.

Ключевые слова: горячебрикетированное железо, металлизованный продукт, температура самовозгорания, эксперименты.

Так как металлизованный продукт находит все большое применение при выплавке стали вместо металлолома, то транспортировать его приходится на различные расстояния и железнодорожным транспортом, и по морю. В нашей стране, и в Европе в целом, горячебрикетированное железо производят только на АО «Лебединский горнообогатительный комбинат», расположенный в Белгородской области. Этот горнообогатительный комбинат входит в состав холдинга «Металллоинвест». На рисунке 1 представлен объем производства железорудной продукции, по холдингу «Металлоинвест» [1].

Видно, что объем производства ГБЖ растет, и в 2108 году вступила в строй 3 очередь цеха ГБЖ, где процесс получения железа прямого восстановления «MIDREX» с производительностью 1,8 млн. т. брикетов в год.

Рисунок 1. Объем производства железорудной продукции в 2013 -2017 годах млн. тонн

Географическая структура поставки ГБЖ/ПВЖ (прямое восстановлении железа) самая различная: это и Россия, куда отгружается 26,8 млн.т., Европа 6,7 млн. т, Азия-1,4 млн. т, Ближний Восток и Северная Африка-1,4 млн. т. и прочие 1,1 млн. т. [2].

Причем брикеты при ломке претерпевают небольшие разрушения, то есть получаются фрагменту брикетов самых различных фракций.

Целью данной работы являлось определение температуры самовозгорания металлизованного сырья, представленного фрагментами более 6,3мм и метализованной мелочи.

Дело в том, что удельная поверхность горячебрикетированного железа невелика из-за достаточной плотности его. Но фрагменты будут иметь значительно большую удельную поверхность и чем они меньше, ем она будет выше, а значит и температура самовозгорания уменьшится.

Экспериментальные исследования проходили в лаборатории экстракции черных металлов на кафедре ММ им. С.П. Угаровой в СТИ НИТУ «МИСиС».

Было взято две керамические емкости и в них помещали: в одну металлизованную мелочь, в другую – фрагменты брикетов более 6,3мм одинаковой массы равной 200 грамм.

Для нагрева металлизованного сырья была использована печь СНОЛ с режимом нагрева 2°С/мин

Одновременно были поставлены две емкости с металлизованным сырьем и в каждой из них в центре сырья находилась термопара. Третья термопара была поставлена в печи для определения температуры окружающей среды сырья. Все три термопары были выведены наружу для регистрации через специальное отверстие в печи (рис. 2).

Рисунок 2. Металлизованное сырье в печи

1-емкость с металлизованным сырьем фрагменты брикетов более 6,5мм,2- термопара для определения температуры внутри фрагментов,3- вторая емкость с металлизованной мелочью с фракциями менее 5мм,4-термопара во второй емкости, 5- термопара для определения температуры окружающей емкости среды, 6-внутренняя стенка печи СНОЛ.

Представленное сырье было поставлено в печь СНОЛ, где три термопары были выведены из печи через отверстие 5 (см.рис.3). Печь была включена согласно режиму нагрева и происходила регистрация температур в обеих емкостях и окружающего воздуха в печи.

Рисунок 3. Схема экспериментальной установки

1-термопара для измерения температуры металлизованной мелочи,2- термопара для измерения температуры фрагментов ГБЖ более 6,5мм,3- термопра для измерения температуры окружающего в печи воздуха,4- дверка печи,5-отверстие для термопар,6-емкости для металлизованного сырья

В результате проведения экспериментов получены следующие данные, представленные на рисунке 4.

 Если рассмотреть влияние фракционного состава, то видно, что фрагменты брикетов более 6,5мм имеют температуру самовозгорания 390,8⁰С, а температура металлизованной мелочи менее 5мм -321,7⁰С. По ранее проведенным экспериментам [ ] температура самовозгорания горячебрикетированного железа составила 402-403⁰С.

Рисунок 4. Исследование температуры самовозгорания металлизованного сырья

Таким образом, самую высокую температуру самовозгорания имеет ГБЖ, затем мелочь более 6,5мм, и самую высокую –это мелочь менее 5мм. Значит в зависимости от того, какое количество мелочи будет находиться с целыми брикетами температура самовозгорания будет различна. Поэтому прежде, чем отправлять металлизованное сырье, особенно морским путем, необходимо заранее знать соотношение фракционного состава.

Список литературы:

1. Отчет АО «Металлоинвест» за 2016год [Электронный ресурс] URL: http://www.metalloinvest.com/upload/iblock/816/metalloinvest_ar_2016_rus.pdf (дата обращения: 23.12.2018).
2. Отчет АО «Металлоинвест» за 2017год [Электронный ресурс] URL: http://ar2017.metalloinvest.com/reports/metalloinvest/annual/2017/gb/Russian/0/.html (дата обращения: 23.12.2018).
3. Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство: материалы Пятнадцатой Всероссийской научно-практической конференции, 21-23 ноября 2018 г. – Старый Оскол, 2018. – С.124-127.
4. Железо в брикеты Металлоторговый портал [Электронный ресурс] URL: http://www.metalika.su/articles/zhelezo-v-brikety.html (дата обращения: 23.12.2018).