TECHNICAL SOLUTIONS TO IMPROVE OPERATING CONDITIONS OF VANYUKOV FURNACE WHILE PROCESSING TECHNOGENIC FEED
Authors: Крупнов Л.В. , Румянцев Д.В. , Попов В.А. , Малахов П.В. , Каверзин А.В. 
Published: September 2024

Мировая тенденция по снижению качества рудного сырья в условиях наращивания объемов производства первичных металлов обусловливает необходимость комплексности отработки сырья с вовлечением ранее нерентабельных для рециклинга техногенных отходов обогатительно-металлургического передела компаний. В частности, для обогатительного передела – это вовлечение илов прудов-отстойников и отвальных хвостов, для металлургического производства – лежалых концентратов, шлаков (как отвальных, так и конвертерных) и бедных оборотных продуктов собственного производства. Данное сырье и продукты его обогащения характеризуются повышенным содержанием тугоплавкой шпинельной фазы переменного состава. Доля переработки техногенного сырья в головных плавильных агрегатах составляет порядка 20 % и более. Большинство головных плавильных агрегатов основаны на автогенных процессах (плавка во взвешенном состоянии, плавка в жидкой ванне, кислородно-взвешенная плавка и др.). Переработка техногенного низкоэнергетического сырья в автогенных плавильных агрегатах приводит к нарушению теплового баланса, потере гомогенности расплава и в итоге к нарушению эвакуации продуктов плавки, вплоть до полной остановки агрегата. Для ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель» (далее ЗФ) данная ситуация характерна для обоих автогенных агрегатов: и для печей взвешенной плавки (ПВП), и для печей Ванюкова. Причем, если на ПВП процесс гетерогенезации расплава и образования тугоплавкого гарниссажа в проблемных местах печи широко известен и достаточно изучен как зарубежными специалистами, так и авторами данной статьи, то для печей Ванюкова механизм формирования особой фазы – «промежуточного слоя» в расплаве и предотвращения негативных последствий его появления все еще требует более глубокого изучения.

The global trend of ore quality degradation on a par with increased production volumes of primary metals necessitated comprehensive processing of raw materials involving concentration and metallurgical technogenic wastes previously unprofitable for recycling. In particular, it means introduction of dump tailings and sludges from settling ponds to concentration; as well as feeding of stored concentrates, dump & recycled slags and in-house low-grade reverts to metallurgical processing. Such feed and the product of its concentration demonstrate increased content of refractory spinel phase of variable composition. A share of techogenic feed in charge of head smelting units exceeds 20%. Most of head smelting units employ autogenous process, e.g. flash smelting, liquid bath smelting, oxygen-flash smelting, etc. Processing of technogenic low-heat feed in autogenous smelting units results in thermal imbalance, loss of melt homogeneity, and, consequently, disrupts the discharge of smelting products up to complete shutdown of the unit. Such behavior is typical for both types of autogenous units operated in Nornickel Polar Division, i.e. Vanyukov furnace and Flash Smelting Furnace. The issue of melt heterogenization and formation of refractory accretion at problem areas of Flash Smelting Furnace is widely known and sufficiently investigated in foreign literature as well as by the authors of this paper. But in case of Vanyukov furnace, in-depth study is still needed to investigate the mechanism of formation of specific phase in the melt, i.e. ”intermediate layer”, as well as to develop the ways to mitigate adverse impact caused by the formation thereof.