Phase Composition of Iron Ore Sinters Produced with Biomass as a Substitute for the Coke Fuel

• Autorzy: Mežibrický R. , Frohlichova M. , Mašlejová A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0472

Warianty tytułu

PL

Skład fazowy spieków żelaza wytworzonych z dodatkiem biomasy jako zamiennika dla koksu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effort to minimize CO2 emissions leads the existing integrated steel plants to implement alternative biomass-based fuels that dispose of equilibrium carbon balance. The fuel is a key factor in the iron ore sinter production, so it is essential to know its impact not just on mechanical properties of the finished sintered ore but also on the mineral composition as the mineral phases together determine all observed sinter properties. For this purpose the samples prepared by replacing a part of coke breeze with charcoal or walnut shell substitute were subjected to the observation under the light microscope, also using etching, to the phase identification by chemical EDX analysis on the scanning electron microscope and to the phase composition quantification by X-Ray diffraction analysis. The studied microstructure areas in the vicinity of the pores left by fuel grains were neither characterized by different phases nor by changed chemical composition of these phases even thought mineral matter of the used fuels were substantially different in terms of the chemical composition. The only feature of the burned substitute fuels were ash particles arranged in characteristic shapes. The main reason of variation in ratios of respective mineral phases of samples appeared to be thermal conditions that were reflected in the content of unreacted non-ferrous phases. Coke substitution in the sinter mixture has no negative impact on the phase composition of the produced sinters, which confirms the prospective use of biofuels in the sintering process.

PL

Cel jakim jest zmniejszenie emisji CO2 do atmosfery, skłania istniejące zintegrowane huty stali między innymi do wprowadzania alternatywnych paliw opartych na bazie biomasy. Paliwo jest kluczowym czynnikiem w produkcji spieku rud żelaza, dlatego istotna jest znajomość jego wpływu nie tylko na właściwości mechaniczne gotowego spieku, ale również na jego skład mineralogiczny. W ramach badań sporządzone próbki, w których część koksiku zastąpiono paliwem alternatywnym. Wytworzone spieki poddano obserwacji pod mikroskopem świetlnym, a także wykonano identyfikację faz za pomocą analizy EDX na skaningowym mikroskopie elektronowym. Ilościową analizę składu fazowego próbek wykonano poprzez dyfrakcyjną analizę rentgenowską. Zastąpienie części koksu w mieszance spiekalniczej nie ma żadnego negatywnego wpływu na skład fazowy wytworzonych spieków, co potwierdza potencjalne wykorzystanie biopaliw w procesie spiekania.

Słowa kluczowe

EN

ash; biomass; coke breeze; iron ore sinter; microstructure; mineral composition

PL

biomasa; miał koksowy; spiekanie rudy żelaza; mikrostruktura; skład mineralny

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2955--2964
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Mežibrický R.

• Department of Ferro us and Foundry Metallurgy, Technical University of Košice, Letná 9, 042 00 Košice, Slovak Republic

autor

Frohlichova M.

• Department of Ferro us and Foundry Metallurgy, Technical University of Košice, Letná 9, 042 00 Košice, Slovak Republic

autor

Mašlejová A.

• U. S. Steel Košice, s.r.o. Vstupnýareál U. S. Steel , 044 54 Košice, Slovak Republic

Bibliografia

• [1] M. Fröhlichová, R. Findorák, J. Legemza, Archives of Metallurgy and Materials 58, 179 - 185 (2013).
• [2] T. Norgate, N. Haque, M. Somerville, S. Jahanshahi, ISIJ International 52, 1472 - 1481 (2012).
• [3] T. G. Bridgeman, J.M. Jones, I.Shield, P.T. Williams, Fuel 87, 844 - 856 (2008).
• [4] M. Fröhlichová, J. Legemza, R. Findorák, A. Mašlejová, Archives of Metallurgy and Materials 59, 815 - 820 (2014).
• [5] R. R. Lovel, K. R. Vining, M.Dell’Amico, ISIJ International 49, 195 - 202 (2009).
• [6] M. Gan, X. Fan, X. Chen, Z. Ji, W. Lv, Y. Wang, Z. Yu, T. Jiang, ISIJ International 52, 1574 - 1578 (2012).
• [7] L. Lu, M. Adam, M. Kilburn, S. Hapugoda, M. Somerville, S. Jahanshahi, J.G. Mathieson, ISIJ International 53, 1607 - 1616 (2013).
• [8] T. Ya. Malysheva, Yu. S. Yusfin, N.R. Mansurova, M.F. Gibadulin, V. P. Lekin, Steel in Translation 37, 129 - 130 (2007).
• [9] F. Zhang, S. An, G. Luo, Y. Wang, Journal of Iron and Steel Research, International 19, 1 - 5, (2012).
• [10] J. Legemza, M. Fröhlichová, R. Findorák, F. Bakaj, Acta Metallurgica Slovaca 17, 245 - 252 (2011).
• [11] M. Grigore, R. Sakurovs, D. French, V. Sahajwalla, ISIJ International 47, 62 - 66 (2007).
• [12] S. V. Vassilev, D. Baxter, L. K. Andersen, C. G. Vassileva, Fuel 105, 40 - 76 (2013).
• [13] K. Higuchi, T. Tanaka, T. Sato, ISIJ International 47, 669 - 678 (2007).
• [14] T. van den Berg, An assessment of the production of fine material in iron ore sinter. MSc Dissertation, University of Pretoria, Pretoria (2008).
• [15] W. G. Mumme, J. M. F. Clout, R. W. Gable, Neues Jahrb. Miner. Abh. 173, 93 - 117 (1998).
• [16] S. N. Ahsan, T. Mukherjee, J.A. Whiteman, Ironmaking Steelmaking 10, 56 - 64 (1983).
• [17] I. Tonžetić, A. Dippenaar, Minerals Engineering 24, 1258 -1263 (2011).
• [18] N. A. S. Webster, M. I. Pownceby, I. C. Madsen, J. A. Kimpt o n, ISIJ International 53, 774 - 781 (2013).
• [19] A. Cores, A. Babich, M. Muñiz, S. Ferreira, J. Mochon, ISIJ International 50, 1089 - 1098 (2010).
• [20] M. Sacramento de Magalhães, P. Roberto G omes Brandão, Minerals Engineering 16, 1251 - 1256 (2003).
• [21] T. Ya. Malysheva, M. F. Gibadulin, N.R. Mansurova, V. P.Le kin, Russian Metallurgy (Metally), 169 - 172 (2007).
• [22] S. C. Panigrahy, P. Verstraeten, J. Dilewijns, Metallurgical Transactions 15, 23-32 (1984).
• [23] http://www.iron-consortium.org

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.