Экология электрометаллургического производства

 

В электросталеплавильных цехах главным источником загрязнения атмосферы и окружающей среды являются высокотемпературные пылегазовые выбросы, связанные с работой печи: выделения из печи во время плавки, при сливе металла и шлака, при загрузке печи. Основная часть загрязнений – от пылегазовыдений из печи при плавке. Их удельное количество изменяется от 2,1 до 10 м³/(т∙мин), причем наибольшее количество газов выделяется в период плавления при продувке ванны кислородом.

В разные периоды плавки эти газы имеют температуру от 800 до 1400-1600 °C и содержат 4-68% СО, 30-90% N₂, до 30% СО₂, до 21%О₂, токсичные оксиды азота и серы, цианиды, диоксины и фториды. Кроме того, газы содержат дисперсную пыль (в основном оксиды железа) в количестве 30, а при продувке кислородом до 60-100 г на 1 м³ газа.

Для уменьшения загрязнения окружающей среды в электрометаллургических цехах улавливают ту или иную часть отходящие газы и, перед выбросом в атмосферу, очищают их от пыли. В некоторых старых цехах с малыми печами выделяющиеся газы отсасывают через зонт, установленный над сводом с электродами и отворачиваемый при загрузке печи. Устраивают также местные отсосы от неплотностей рабочего пространства печи, например, над рабочим окном и выпускным желобом (рисунок 9.1 а) или над рабочим окном и электродными отверстиями (рисунок 9.1 б). Такие зонты громоздки и не улавливают все газовыделения.

 

1 - зонт; 2 - рабочее окно; 3 - сводовый газоотводящий патрубок, 4 - газоочистка; 5 – дымошумоизолирующая камера: 6 - подкрышный зонт.

Рисунок 9.1 – Системы улавливания и отвода газов дугоых печей:

 

На современных печах организован отсос печных газов через выполняемое в своде четвертое отверстие и укрепленный над ним на своде изогнутый футерованный патрубок (рисунок 9.1 в). В ряде цехов наряду с отводом печных газов через сводовое отверстие, над печью под крышей цеха устанавливают зонт больших размеров (рисунок 9.1 д), для улавливания газов, выделяющихся через неплотности рабочего пространства, при сливе металла и шлака и загрузке печи.

Лучшим способом в настоящее время признан отвод печных газов через сводовое отверстие в сочетании с улавливанием всех остальных выделений с помощью сооружаемой вокруг печи герметичной шумодымоизолирующей камеры (рисунок 9.1 г), которая вмещает также сталеразливочный ковш и чашу для слива шлака. Камера снабжена раздвижными дверями для подачи к печи загрузочной корзины, ковша и шлаковой чаши. Улавливаемые камерой газы направляют на очистку от пыли.

Очистку газов от пыли ведут с использованием труб Вентури и реже либо электрофильтров, либо тканевых фильтров. Ниже описана применяемая на многих отечественных дуговых печах система отвода печных газов через свод и их очистки с применением труб Вентури (рисунок 9.2). Образующиеся в печи газы за счет тяги, создаваемой дымососом 9, через отверстие в своде поступают в закрепленный на своде 1 печи футерованный коленообразный патрубок 2 и из него в стационарный футерованный газоход (камеру дожигания СО) 5. Между сводовым патрубком и камерой дожигания имеется зазор 3, который позволяет отворачивать свод с патрубком 2 от печи и через который в камеру 5 подсасывается воздух. Содержащийся в печных газах оксид углерода (СО), соединяясь с кислородом воздуха, сгорает, что делает газ взрывобезопасным.

 

1 - свод печи; 2 - футерованный коленообразный патрубок; 3 - зазор; 4 - кольцевая муфта; 5 - газоход (камера дожигания СО); 6 - охладитель; 7 – подземный канал; 8 - дроссель; 9 - дымосос; 10 - трубы Вентури; 11 - бункер; 12 - каплеуловитель; 13 - труба выброса газов в атмосферу

Рисунок 9.2 – Схема системы отвода и очистки газов дуговой печи:

 

Количество воздуха, подсасываемого в камеру 5, регулируют перемещая вправо или влево кольцевую муфту 4. Из камеры дожигания газы попадают в охладитель 6; последний может представлять собой камеру, в которую для охлаждения газов подают воздух через клапан 6а или скруббер, в который форсунками подают распыленную воду.

После охлаждения отводимые газы по подземному каналу 7 через регулируемый дроссель 8 подаются дымососом 9 в ряд вертикально расположенных труб Вентури 10, в которые с помощью форсунок вводят распыленную воду.

В трубах Вентури частицы пыли поглощаются каплями воды, наиболее крупные из них осаждаются в бункере 11. Остальные капли с частицами пыли отделяются от газового потока в каплеуловителе 12, скапливаясь в его нижней части. Сюда, так же как и из бункера 11, взвесь частиц пыли в воде (шлам) периодически сливают. Очищенные газы после прохождения каплеуловителя 12 выбрасываются в атмосферу рез трубу 13.

За рубежом начали строить газоочистки, улавливающие вредные газы, например, диоксины.

 

Список литературы

 

1. Каблуковский А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 511 с.

2. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. - М.: Мир, 2003. - 528 с.

3. Теоретические основы сталеплавильных процессов. / Под ред. П.С. Харлашина. - М.: МИСиС, 2002. - 320 с.

4. Каблуковский А.Ф., Молчанов О.Е., Каблуковская М.А. Краткий справочник электросталевара. - М.: Металлургия, 1994. - 352 с.

5. Электрометаллургия стали и ферросплавов. / Под ред. Д.Я. Поволоцкого. - М.: Металлургия, 1984. - 568 с.

6. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. - М.: Металлургия, 1987. - 272 с.

7. Выплавка стали в открытых дуговых и индукционных печах. / Под ред. В.А. Григоряна. - М.: МИСиС, 1988. - 112 с.

8. Теория металлургических процессов. / Д.И. Рыжонков, П.П. Арсеньев, В.В. Яковлев и др. - М.: Металлургия, 1989. - 392 с.

9. Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. - М.: Металлургия, 1970. - 640 с.

 

Журналы: Сталь; Известия ВУЗов. Черная металлургия; Электрометаллургия; Национальная металлургия.

 

 

Братковский Евгений Владимирович

Заводяный Алексей Васильевич