Значення якості коксу в електричній печі з зануреною дугою для виробництва феросплавів
Loading...
Date
2025
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро
Abstract
UKR: При виробництві феросплавів в умовах виробництва треба мінімізувати питомі витрати електричної енергії. Її споживання залежить головним чином від реакцій, що відбуваються в зоні попереднього відновлення, тоді як стабільна робота визначається розміром коксового шару та хімічними реакціями, що там відбуваються. Схематично можна розділити піч на чотири зони та представити основні хімічні реакції, які там відбуваються. Гетерогенні (газ-тверді) реакції, що відбуваються в зоні попереднього відновлення печі, мають великий вплив на загальне споживання коксу та електроенергії при виробництві марганцевих сплавів. Відновлення Mn3O4 до MnO може відбуватися паралельно з реакцією Будуара, тоді як відновлення MnO2 до Mn3O4 відбувається при температурах нижче порогу газифікації коксу. Реакційна здатність коксу є дуже важливим критерієм для вибору відновника для використання в електропечі для виробництва феросплавів, оскільки вона впливає на питому кількість вуглецю та енергоємність процесу. Найпоширенішим тестом у промисловій практиці є японський тест під назвою CRI/CSR (індекс реактивності коксу та міцність коксу після реакції). Внутрішні властивості вуглецевого матеріалу мають великий вплив на реакційну здатність.
ENG: In the production of ferroalloys under production conditions, it is necessary to minimize the specific consumption of electrical energy. Its consumption depends mainly on the reactions occurring in the pre-reduction zone, while stable operation is determined by the size of the coke bed and the chemical reactions occurring there. Schematically, the ferroalloy furnace is divided into four zones and the main chemical reactions occurring there are shown. In the coke bed zone, chemical reactions of direct reduction of oxides occur, in the zones below - ore and fluxes are in a liquid state, mixed with coke. The amount of CO formed by direct reduction of MnO in the coke bed is sufficient for direct reduction of almost all higher manganese oxides and iron oxides present in the pre-reduction zone. Thus, the reducibility of the ore affects the rate of indirect reduction. Heterogeneous (gas-solid) reactions occurring in the pre-reduction zone of the furnace have a large impact on the total consumption of coke and electricity in the production of manganese alloys. The reduction of Mn3O4 to MnO can occur in parallel with the Boudoir reaction, while the reduction of MnO2 to Mn3O4 occurs at temperatures below the gasification threshold of the coke. The reactivity of the coke is a very important criterion for the selection of a reducing agent for use in an electric furnace for the production of ferroalloys, as it affects the specific carbon content and energy intensity of the process. The most common test in industrial practice is the Japanese test called CRI/CSR (coke reactivity index and coke strength after reaction). The reducing agent used for the production of ferroalloys should be more reactive than that used in the blast furnace. The intrinsic properties of the carbon reducing agent have a large influence on its reactivity, the isotropic microtextures of semi-coke being more reactive.
ENG: In the production of ferroalloys under production conditions, it is necessary to minimize the specific consumption of electrical energy. Its consumption depends mainly on the reactions occurring in the pre-reduction zone, while stable operation is determined by the size of the coke bed and the chemical reactions occurring there. Schematically, the ferroalloy furnace is divided into four zones and the main chemical reactions occurring there are shown. In the coke bed zone, chemical reactions of direct reduction of oxides occur, in the zones below - ore and fluxes are in a liquid state, mixed with coke. The amount of CO formed by direct reduction of MnO in the coke bed is sufficient for direct reduction of almost all higher manganese oxides and iron oxides present in the pre-reduction zone. Thus, the reducibility of the ore affects the rate of indirect reduction. Heterogeneous (gas-solid) reactions occurring in the pre-reduction zone of the furnace have a large impact on the total consumption of coke and electricity in the production of manganese alloys. The reduction of Mn3O4 to MnO can occur in parallel with the Boudoir reaction, while the reduction of MnO2 to Mn3O4 occurs at temperatures below the gasification threshold of the coke. The reactivity of the coke is a very important criterion for the selection of a reducing agent for use in an electric furnace for the production of ferroalloys, as it affects the specific carbon content and energy intensity of the process. The most common test in industrial practice is the Japanese test called CRI/CSR (coke reactivity index and coke strength after reaction). The reducing agent used for the production of ferroalloys should be more reactive than that used in the blast furnace. The intrinsic properties of the carbon reducing agent have a large influence on its reactivity, the isotropic microtextures of semi-coke being more reactive.
Description
Я. Мяновська: ORCID 0000-0002-5898-1169; Л. Камкіна: ORCID 0000-0002-8329-0917
Keywords
рудовідновлювальна піч, кокс, будова печі, зони печі, реакційна здатність коксу, ore reduction furnace, coke, furnace structure, furnace zones, coke reactivity, КТОМП
Citation
Ісаєв А. С., Крамар І. А., Мяновська Я. В., Камкіна Л. В. Значення якості коксу в електричній печі з зануреною дугою для виробництва феросплавів. Інформаційні технології в металургії та машинобудуванні – ІТММ’2025 : тези доп. Міжнародної наук.-техн. конф. (м. Дніпро, 23-24 березня 2025 р.). Дніпро, 2025. C. 48–55. DOI: 10.34185/1991-7848.itmm.2025.01.008.