Эксперты Университета МИСИС выделили четыре ключевые группы микроэлементов, которые влияют на процесс доменной плавки. Их исследование и анализ помогут улучшить прогнозирование качества чугуна, а также оценить воздействие тяжелых металлов на экологию.
На сегодняшний день в металлургической отрасли отсутствует единая методология исследования поведения тяжелых металлов в доменной плавке. Прежние работы по этой теме были проведены по уникальным методикам. Металлургическая система в доменной печи включает различные среды и сложные процессы массообмена, что делает исследование этих элементов крайне важным.
Современные тенденции доменной плавки характеризуются высокой интенсивностью процессов и уменьшением времени взаимодействия чугуна с шлаком. В соответствии с ГОСТ Р 56828.32–2017, изучение поведения микроэлементов в таких процессах становится обязательным. Поэтому разработка методологии для анализа поведения тяжелых металлов в доменной плавке — это одна из важнейших и сложных задач для металлургии.
Свою традицию исследования микроэлементов в доменной плавке заложил ученый-металлург Анатолий Похвиснев в 1980-х годах. Со временем эти исследования стали регулярными. Например, анализ продукции российских металлургических заводов показал, что в чугуне содержатся до 40 элементов, таких как медь, хром, свинец, с концентрацией 2–5 ppm и выше. В ходе исследований был введен термин «элементопоток» — анализ движения элемента по всему производственному циклу.
Микроэлементы в доменной плавке делятся на циркулирующие, легирующие и композитные элементы. Проблема циркулирующих элементов, таких как медь, никель и молибден, становится особенно актуальной, так как они накапливаются в готовом стальном продукте через цикл «сталь → металлолом → сталь».
Исследования также выделили четыре группы микроэлементов, каждая из которых имеет свои особенности в распределении между чугуном, шлаком, газами и шламами. Элементы первой группы, такие как алюминий, кальций и магний, переходят в оксидный расплав. Во второй группе элементы, как марганец и кремний, распределяются между металлическим и шлаковым расплавом. Третья группа, в которую входят элементы, такие как никель, почти полностью переходит в чугун. Четвертая группа, например, элементы «минеральной» части шихты, распределяются между чугуном и газовой фазой.
Учет этих особенностей позволяет прогнозировать качество чугуна, а также оценить накопление примесей и влияние тяжелых металлов на экологию, что способствует оптимизации процессов и улучшению экологической ситуации.
Источник : Пресс-служба НИТУ МИСИС
