Применение математического моделирования при разработке технологии переработки техногенного сырья электросталеплавильного производства

Получение стали в электрических печах является крупномасштабным металлургическим производством, в результате которого образуются техногенные отходы - пыль. Данный вид отходов содержит ценные металлы (железо и цинк), что требует разработки технологий ее переработки с целью извлечения ценных элементов в самостоятельные продукты. При разработке пирометаллургической технологии переработки пылей были использованы методы математического моделирования для анализа физико-химических взаимодействий компонентов шихты (пыли и флюсов) при плавке в кольцевой печи и выбора оптимального температурного режима и соотношения сырьевых материалов. Объектом исследований явились образцы железоцинксодержащей пыли ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Показано, что железо и цинк в пыли содержится в виде ZnO.Fe2O3, однако большая часть цинка находится в виде ZnO. Модель восстановительного процесса была сформирована с помощью программного комплекса «Селектор», представлена 7 резервуарами, имитирующими различные зоны кольцевой печи. В модель был введен 21 независимый компонент (элемент), отвечающий химическому составу сырья, флюсов и воздуха: Al, C, Ca, Fe, K, Mg, N, Na, P, S, Si, Ti, Mn, Cu, Pb, Ni, Cl, Cr, Zn, H, O. Результаты лабораторных исследований подтвердили данные моделирования по химическому составу гранулированного чугуна и сконденсированного оксида цинка и их извлечению в данные целевые продукты. Была разработана и предложена технологическая схема переработки техногенного сырья электросталеплавильного производства. Предлагаемая технология позволит использовать получаемый гранулированный чугун в качестве заменителя металлического лома при производстве стали в электропечах, что отвечает стратегии развития черной металлургии России на период 2014-2022 гг. и на перспективу до 2030 г.