Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

тепла шлака, когда наибольший энергетический потенциал получают на этапе кристаллизации расплава. Затем отбирается тепло в процессе охлаждения сформированного кускового шлака в температурном интервале 250-450 °С. Это так называемое технологическое тепло можно использовать для подогрева дутья к плавильным агрегатам, подогрева шихты и т. д. На последнем этапе отбирается коммунальное тепло с температурой до 100 °С и выше, которое используют для обогрева помещений и других целей [25]. Расчеты теплового баланса показывают, что одна тонна шлакового расплава с температурой 1 500 °С при остывании выделяет ~1,8 ГДж физического тепла. Нетрудно оценить, что при производстве только чугуна и стали в России со шлаками ежегодно теряется более 50 млн ГДж тепловой энергии, что соответствует сжиганию 1,77 млн т условного топлива. В АО «УИМ» разработана и освоена технология кристаллохимической стабилизации (КХС) самораспадающихся шлаков, позволяющая исключить самопроизвольный распад шлака при охлаждении и получить компактный кусковой материал с устойчивой структурой, более пригодный для переработки (дробления, сортировки, извлечения ценных включений). Материал пригоден для последующего использования взамен извести в металлургии, производстве цементов при получении щебня и щебеночных смесей для стройиндустрии. Впервые технология КХС была внедрена на высокоосновных шлаках рафинированного феррохрома на АЗФ (рис. 4) [26]. В качестве стабилизирующей добавки в состав шлака вводили оксиды бора в виде обожженной боратовой руды Индерского месторождения, позднее — борат кальция. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 201-209. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 201-209. а б Рис. 4. Вид распавшегося (а) и стабилизированного (б) шлака рафинированного феррохрома АЗФ Шлаки внепечного рафинирования стали также подвержены силикатному распаду. Эта особенность не только ухудшает санитарно-гигиенические условия работы в цехах, но и создает сложности при транспортировке и хранении продуктов шлакового распада. Частицы шлака легко аэрируются, распространяются на большие территории, загрязняют атмосферу, почву и грунтовые воды, печные шлаки, вывезенные в отвал. Использование бората кальция для их стабилизации оказалось малоэффективным из-за его дороговизны и физических свойств — он производится в виде мелкозернистого материала крупностью 0-1,0 мм. Чтобы исключить потери стабилизатора при подаче в ковш, его требовалось компактировать. Для стабилизации шлака от установок ковш-печь применяли импортную боратовую руду с содержанием оксида бора до 38 %. Стабилизатор подавали непосредственно в УКП или в шлаковозные чаши при сливе шлака из сталеразливочного ковша после разливки стали. В результате шлак приобретал устойчивую структуру УС1, УС2 по ГОСТ 3344-83 и после охлаждения повторял форму приемной емкости (рис. 5). Его перерабатывали совместно с печным шлаком и раздельно, использовали взамен извести в сталеплавильном производстве и как сырье для производства строительных материалов [27]. Анализ современного состояния шлакопереработки показывает, что мощности дробильно - сортировочных установок превышают выход шлаков текущего производства и приводят к уменьшению отвалов. Современные требования экономики и охраны окружающей среды требуют создания и внедрения технологий и оборудования по переработке шлаков в жидком © Смирнов Л. А., Демин Б. Л., 2025 205