В металлургической отрасли давно стоит задача рационального использования мелкодисперсных отходов, образующихся при производстве кокса и угля. Эти остатки, несмотря на значительный потенциал, редко находят применение в классических технологических процессах из-за особенностей их структуры. При добавлении в шихту они ухудшают газопроницаемость, что приводит к риску технологических сбоев и даже повреждению оборудования. В результате значительная часть ценных ресурсов оказывается невостребованной, а предприятия сталкиваются с дополнительными расходами на утилизацию.
В последние годы специалисты искали способы повысить эффективность переработки таких отходов. Однако существующие методы, например, валковое прессование, не обеспечивают нужных характеристик для использования брикетов в доменных печах. Прочность и устойчивость к химическим воздействиям остаются на недостаточном уровне, что ограничивает их применение в промышленности.
Технология жесткой экструзии: новый взгляд на переработку
Группа исследователей из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ МИСИС) представила альтернативный подход к решению этой проблемы. Они внедрили метод жесткой вакуумной экструзии, который позволяет формировать брикеты с уникальной структурой. В отличие от традиционных способов, при экструзии материал приобретает вязко-пластичные свойства, что существенно меняет его поведение при механических нагрузках.
В ходе испытаний выяснилось, что такие брикеты не раскалываются при падении или транспортировке, а подвергаются упругой деформации. Это свойство значительно снижает потери при логистике и хранении, а также минимизирует образование дополнительной мелочи. По словам экспертов, именно эти качества делают новую технологию перспективной для внедрения на крупных металлургических предприятиях.
Преимущества и результаты испытаний
Проведенные тесты показали, что брикеты, изготовленные методом экструзии, обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками. Показатель прочности после реакции (CSR) достиг 20%, а реакционная способность (CRI) составила 45,6%. Для сравнения, аналогичные параметры у валковых брикетов заметно ниже, что ограничивает их использование в доменных процессах.
Кроме того, новая технология позволяет снизить расход связующих материалов. Для получения прочных брикетов требуется всего 5–6% связующего, тогда как при валковом прессовании этот показатель достигает 15%. Это не только удешевляет производство, но и делает процесс более экологичным за счет сокращения использования дополнительных компонентов.
Влияние на металлургическую отрасль
Внедрение метода жесткой экструзии открывает новые возможности для переработки отходов и повышения эффективности производства. Брикеты, полученные по этой технологии, могут применяться не только в доменных печах, но и при выплавке ферросплавов. Это расширяет спектр их использования и способствует более рациональному расходованию сырья.
Еще одним преимуществом является возможность частичного брикетирования угольной шихты. Такой подход увеличивает насыпную плотность материала и улучшает качество конечного продукта. В результате предприятия получают более прочный и стабильный кокс, что положительно сказывается на всех этапах металлургического цикла.
Экономический и экологический эффект
Снижение затрат на производство и уменьшение объема отходов — ключевые факторы, которые делают новую технологию привлекательной для бизнеса. Экономия на связующих материалах и повышение выхода годного продукта позволяют предприятиям оптимизировать расходы и повысить конкурентоспособность на рынке.
С экологической точки зрения, переработка мелкодисперсных отходов снижает нагрузку на окружающую среду. Уменьшается объем захороняемых отходов, а также сокращается потребность в добыче новых ресурсов. Это соответствует современным тенденциям устойчивого развития и отвечает требованиям экологического законодательства.
К слову о НИТУ МИСИС
К слову, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (НИТУ МИСИС) — один из ведущих технических вузов России, специализирующийся на металлургии, материаловедении и нанотехнологиях. Университет был основан в 1918 году и за свою историю подготовил тысячи специалистов для промышленности. Сегодня МИСИС активно участвует в международных научных проектах, сотрудничает с крупнейшими компаниями и внедряет инновационные разработки в производство. Вуз известен своими исследовательскими лабораториями и высокотехнологичными центрами, где ведутся работы по созданию новых материалов и технологий для различных отраслей экономики. Среди выпускников МИСИС — известные ученые, инженеры и руководители крупных предприятий. Университет регулярно занимает высокие позиции в национальных и мировых рейтингах технических вузов.
