donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.12737/12594donstu-27Research ArticleMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕImpact of using metallized iron ore pellets to increase the efficiency of electric arc furnaceМеталлизованные железорудные окатыши и повышение эффективности их применения при электроплавке стали в дуговой печиКрахтЛюдмила НиколаевнаKrakhtLudmila N.lkrakht@mail.ruМеркерЭдуард ЭдгаровичMerkerEdward E.merker@inbox.ruКемАлександр ЮрьевичKemAlexander Y.akem@donstu.ruСтепановВиктор АлександровичStepanovVictor A.Viktor1990_31@mail.ruСтарооскольский технологический институт им. А. А. Угарова, филиал Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»РоссияStary Oskol Technological Institute after A.A.Ugarov (NITU "MISiS" branch)Russian FederationДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian Federation2015300920151533540Copyright © Krakht L.N., Merker E.E., Kem A.Y., Stepanov V.A., 20152015Крахт Л.Н., Меркер Э.Э., Кем А.Ю., Степанов В.А.Krakht L.N., Merker E.E., Kem A.Y., Stepanov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/27

The work objective is to determine the effect of the metallurgical properties of iron-rich pellets and of the method of their submission to the arc furnace bath on the intensification of the heating and melting of the iron metallized pellets (IMP) in the slag-metal melt unit. A method of supplying pellets through the electrode axial passages that allows, simultaneously with the pellets, feeding supplementary bulk materials (lime, coke fines, scale, etc.) to the IMP melting zone through the holes in the electrodes is offered. Thus, the conditions of the full immersion of the arcs into the formed foaming slag are provided. The effect of iron oxides of various phase and chemical compositions on the plastic properties of pellets is investigated. It is found that the microstructure invariance of fluxed pellets including the bonded phase composition is determined by the level of fluxing and the difference of the iron valent states. Improvement in the efficiency of IMP melting is achieved by feeding pellets with improved physicochemical and technological properties, as well as supplementary materials, into the slag-metal bath through the axial passages of the electrodes.

Цель работы - установить влияние металлургических свойств металлизованных окатышей и способа их подачи в ванну дуговой печи на интенсификацию нагрева и плавления железорудных металлизованных окатышей (ЖМО) в шлакометаллическом расплаве агрегата. Предложен способ подачи окатышей через осевые каналы электродов, позволяющий одновременно с окатышами подавать в зону плавления ЖМО через отверстия в электродах сыпучие добавочные материалы (известь, коксик, окалину и др.). Таким образом обеспечиваются условия полного погружения дуг в образующийся вспененный шлак. Исследовано влияние оксидов железа различного фазового и химического составов на пластические свойства окатышей. Установлено, что инвариантность микроструктуры офлюсованных окатышей, в том числе фазового состава связки, определяется уровнем офлюсования и различием валентных состояний железа. Повышение эффективности плавления ЖМО достигается путем подачи в шлакометаллическую ванну окатышей с улучшенными физико-химическими и технологическими свойствами, а также добавочных материалов через осевые каналы электродов.

металлизованные окатышисвойствавспененный шлакэффективностьэлектроплавкаэлектроддуговая печьmetallized pelletspropertiesfoamed slagefficiencyelectric smeltingelectrodearc furnaceReferencesМеркер, Э. Э. Электроплавка металлизованных окатышей в дуговой печи / Э. Э. Меркер, Е. А. Черменев. - Старый Оскол : Тонкие наукоемкие технологии, 2015. - 320 с.Merker, E.E., Chermenev, E.A. Elektroplavka metallizovannykh okatyshey v dugovoy pechi. [Electrosmelting of metallized pellets in arc furnace.] Staryy Oskol: Tonkie naukoemkie tekhnologii, 2015, 320 p. (in Russian).Меркер, Э. Э. Энергосберегающие условия плавления металлизованных окатышей в ванне дуговой печи / Э. Э. Меркер // Черная металлургия. - 2008. - № 1. - С. 35-39.Merker, E.E. Energosberegayushchie usloviya plavleniya metallizovannykh okatyshey v vanne dugovoy pechi. [Energy-saving conditions for melting metallized pellets in the arc furnace bath.] Chernaya metallurgiya, 2008, no. 1, pp. 35– 39 (in Russian).Результаты исследований пластических свойств окатышей при восстановлении / А. С. Тимофеева [и др.] // Сталь. - 2008. - № 2. - С. 2-3.Timofeyeva, A.S., et al. Rezul'taty issledovaniy plasticheskikh svoystv okatyshey pri vosstanovlenii. [Results of the research of pellet plastic properties under reduction.] Stal', 2008, no. 2, pp. 2–3 (in Russian).Микроструктура обожженных и металлизованных окатышей / Л. Н. Крахт // Известия вузов. Черная металлургия. - 2007. - № 10. - С. 7-8.Krakht, L.N., et al. Mikrostruktura obozhzhennykh i metallizovannykh okatyshey. [Microstructure of the fired and metallized pellets.] Izvestia. Ferrous Metallurgy, 2007, no. 10, pp. 7–8 (in Russian).Меркер, Э. Э. Повышение эффективности электроплавки стали путем подачи металлизованного сырья в зону высоких температур через каналы в электродах дуговой печи / Э. Э. Меркер, В. А. Степанов // Черная металлургия. - 2014. - № 1. - С. 41-49.Merker, E.E., Stepanov, V.A. Povyshenie effektivnosti elektroplavki stali putem podachi metallizovannogo syr'ya v zonu vysokikh temperatur cherez kanaly v elektrodakh dugovoy pechi. [Improving the efficiency of steel electric smelting by supplying metallized raw material in the high temperature zone through channels in the arc furnace electrodes.] Chernaya metallurgiya, 2014, no. 1, pp. 41–49 (in Russian).Пузанов, В. П. Структурообразование из мелких материалов с участием жидких фаз / В. П. Пузанов, В. А. Кобелев. - Екатеринбург : Уральский институт металлов, 2001. - 634 с.Puzanov, V.P., Kobelev, V.A. Strukturoobrazovanie iz melkikh materialov s uchastiem zhidkikh faz. [Structurization of fine materials with liquid phases.] Ekaterinburg: Ural Institute of Metals, 2001, 634 p. (in Russian).Меркер, Э. Э. Особенности технологии электроплавки окатышей в дуговой печи / Э. Э. Меркер, А. В. Сазонов, А. А. Гришин // Известия вузов. Черная металлургия. - 2008. - № 2. - С. 21-23.Merker, E.E., Sazonov, A.V., Grishin, A.A. Osobennosti tekhnologii elektroplavki okatyshey v dugovoy pechi. [Technology features of electric smelting of pellets in arc furnace.] Izvestia. Ferrous Metallurgy, 2008, no. 2, pp. 21– 23 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.