В 1978 році на базі Донецької досвідно-промислової установки були проведені перші промислові плавки по сумісному вдуванню в горно доменної печі паливної суміші - пилевугільного палива і шлакової кірки - відходів, що містять марганець та фтор, трубозварювального виробництва. Експерименти підтвердили можливість активної сприятливої дії паливної суміші на процеси у фурмених зонах і зоні первинного шлакоутворення, що дозволило поліпшити ефективність використовування пилевугільного палива, підвищити продуктивність печі на 1,1 - 1,7%, понизити витрату коксу на 6,1 - 26,9 кг на 1 тонну чавуну.
В 1982 - 85 рр. технологія доменної плавки з вдуванням в горно доменної печі паливної суміші знайшла подальший розвиток на базі першої в СРСР промислової установки приготування і вдування пилевугільного палива в доменній печі №1 та 2 Донецького металургійного заводу.
Введення разом з пилевугільним паливом негорючих добавок, тобто фактично підвищення зольності вдуваного палива, може супроводитися зниженням основних показників доменної плавки. Економічно ефективно вдування в горно разом з пилевугільним паливом вапна, що супроводиться відповідним зниженням масової витрати сирого вапняку в шихту. Введення ж в суміш інших негорючих добавок супроводиться зниженням теоретичної температури горіння і продуктивності печі, підвищенням витрати коксу, збільшенням ступеня прямого відновлення оксиду заліза і ін.
На сьогоднішній день технологія пилевугільного вдування палива в доменну піч є передовою. У зв'язку з низькою якістю вдуваного вугілля і їх підвищеною сірчистістю виникає необхідність компенсації приходу сірки в чавун. Існують два основні напрями:

1. Розробка методів позапічної десульфурації чавуну.
2. Удосконалення технології пилевугільного вдування.

Першому напряму на даний момент відповідає більшість технічних проектів металургійних заводів, друга ж потребує подальшого розвитку. Практика показує, що застосування процесу позапічної десульфурації виправдано лише в тому випадку, якщо мають місце результати, отримання яких або неможливо в основному технологічному агрегаті, або пов'язане з великими втратами його продуктивності і підвищеною витратою матеріалів. На мій погляд існують шляхи зниження сірки при виплавці чавуну в доменній печі без відчутних втрат продуктивності.
На даному етапі розглядається можливість збільшення сіропоглинальної здатності доменних шлаків за допомогою вдування пилоподібних оксидних і фторидних з'єднань церію і алюмінію.

Аналіз можливості збільшення сіропоглинальної здатності доменного шлаку.

Рідкоземельні метали (РЗМ) активно використовуються в чорній і кольоровій металургії. Оскільки моєю спеціалізацією є чорна металургія, то зусилля я вирішив зосередити головним чином на виявленні шляхів використовування рідкоземельних металів і їх з'єднань в доменному виробництві як десульфураторів. Подібний досвід вже накопичений в дещо іншому аспекті, а саме в позапічній десульфураціі чавуну в ковшах із застосуванням дуттєвих і перемішуючих пристроїв. В процесі пошуку рішення поставленої задачі з'ясувалося, що фториди РЗМ більш ефективні як десульфуратри, ніж оксиди РЗМ. У зв'язку з цим виникла ідея провести термодинамічний аналіз доменної плавки із застосуванням фториду алюмінію як найдоступнішої фторидної сировини на Україні. Що стосується сировини, яка містить фториди РЗМ, то ці дані наводиться нижче.

Відходи промисловості, які містять РЗМ.

Оксиди церію зустрічаються як відходи скляної промисловості. Особливе місце оксиди РЗМ займають в поліровці скла. Для поліровки використовується діоксид церію, який полірує скло швидше (в 2-3 рази) і краще ніж крокус. Відходом є порошок, що втратив свої фізичні властивості як абразив, який містить ~ 75% Се2О3 і La2O3.
Фториди РЗМ містяться у відходах збагачення апатитів. На жаль Україна не має у своєму розпорядженні запасів фторидів і на її території немає збагачувальних фабрик по виробництву апатитів. Проте на Кольському півострові в Росії накопичений значний запас цих відходів (Мурманська область).
В Запоріжжі при виробництві чистого алюмінію утворюється фторид алюмінію (AlF3), який є відходом кольорової металургії, а також при виробництві суперфосфатів.

Термодинамічний аналіз.

На основі рішення системи рівнянь, що описують систему метал-шлак, розраховані концентрації сірки в чавуні, що знаходиться в рівновазі з шлаком. Отриманий кореляційний вираз, що описує залежність рівноважної концентрації сірки в металі від концентрації оксиду церію, фториду церію і фториду алюмінію в шлаку, температури розплавів. Розрахунок показав, що для забезпечення змісту церію в сплавах на основі заліза, близького до оптимального (0,045 мас.% [Се]), і можливості якнайповнішої його взаємодії з сіркою, розчиненою в металі, необхідно використовувати шлаки СаF2-(10-50 мас.%) CeF3 і початковий метал з мінімальним змістом кисню.
Для розрахунку міжфазного розподілу сірки використовували розроблену в Донецькому Національному Технічному Університеті комп'ютерну програму "ОРАКУЛ", засновану на моделі рівноваги системи метал - шлак.В загальному вигляді модель системи метал - шлак складається з двох блоків. В перший блок входить умова рівноваги Гиббса в термінах хімічних потенціалів:

а в другій - рівняння матеріального балансу і умова електронейтральності:

де - індекс фази; i - індекс компоненту; При розрахунках складу чавуну у системі "ОРАКУЛ" були застосовані слідуючі вхідні дані:
1. температура 1300 С;
2. зовнішній тиск 1,5000 атм.;
3. точність розрахунку 0,1;
4. розрахунок вели з урахуванням газової фази з перевіркою наявності графіту по методу рішення Ньютона;
5. температурна залежність константи рівноваги представлена залежністю вигляду ln K = A/T + B;
6. активність у металі: субрегулярний; активність в шлаку: модель коллективізованих електронів з урахуванням структурного вкладу компонентів.
В результаті проведеного розрахунку отримані теоретичні дані за змістом сірки в чавуні залежно від змісту фторидів і оксидів церію і фториду алюмінію в шихті.
На основі отриманих даних побудована графічна залежність з лініями тренда. Вміст сірки в чавуні відстежується аж до 5 %-го вмісту з'єднання, що вводиться у шихту.

Подальші зусилля я маю намір зосередити на проведенні експериментів по вдуванню даних добавок разом з пилевугільным паливом, а також на поглибленні теоретичної бази інтенсифікації процесу десульфураціі в доменної технології.