35. Выбросы пыли и газов в сталеплавильном производстве

В сталеплавильном производстве образование токсичных выбросов связано в основном с выплавкой стали в конверторах, в мартеновских и электросталеплавильных печах. Сюда же следует отнести и вспомогательные отделения сталеплавильных цехов.

Кислородно-конверторный способ

В этом процессе имеют место следующие вредные производственные факторы: тепловыделения от технологического оборудования и расплавленных металла и шлака; выделение газов, образующихся при продувке конвертора; выделение пыли, образующейся при транспортировке сыпучих материалов, продувке конвертора, сливе стали и шлака из конвертора, ломке футеровки конвертора и ковшей.

В современных конверторных цехах содержание газов в воздушной среде незначительно, токсичные газы (СО, SO2) в основном выделяются при продувке конвертора, сушке отремонтированных конверторов и ковшей, при выпуске чугуна и стали. В конверторных газах до 90 % СО, поэтому его направляют после очистки от пыли в котлы-утилизаторы, а оставшийся газ сжигают или используют как топливо или химическое сырье.

Среднее количество пыли, содержащейся в конверторных газах, составляет 25-30 кг/т. Около 80 % пыли имеет размер до 5 мкм, 5-15 % ‑ 1 мкм. Образующаяся в период продувки бурая пыль почти на 100 % состоит из оксидов железа. В небольшом количестве в ней содержатся следующие соединения: Na2O, CaO, MnO, ZnO, PbO, Cr2O3. Пыль также выделяется при перегрузке шихтовых материалов, кладке конверторов и ковшей, при ремонте.

Мартеновский способ

При выплавке стали выделяются значительные количества пыли и газа в производственное помещение, кроме этого к вредным производственным факторам относятся тепловые и световые излучения, а также шум и вибрация.

Высокая температура в рабочем пространстве мартеновской печи приводит к испарению металла и шлака и последующей конденсации с образованием пыли мелких фракций. В печи создается постоянное избыточное давление, поэтому часть газов, а следовательно, пыли выходит через различные неплотности. При заливке чугуна в печь, выпуске, раскислении и разливке стали также выделяется много пыли, количество которой, ее химический и гранулометрический составы зависят от состава и свойств шихтовых и заправочных материалов, топлива и применяемых для футеровки огнеупоров. Пыль в основном состоит из оксидов железа. Если в состав шихты входит обрезь белой жести, то в пыли, выносимой из печи, до 50 % оксида цинка. Кроме этого в пыли обычно содержатся SiO2, CaO, MgO, Al2O3, MnO, реже P2O5, CuO, Cr2O3, SnO2, SbO3, TiO2, CaF2. В пыли и газах могут присутствовать и соединения серы, содержащиеся в мазуте, применяемом для отопления печей. В отечественной и зарубежной практике еще не найдены удовлетворительные конструктивные решения по организации пылеулавливания при заливке чугуна в печь и выпуске из нее стали.

Выделение газов происходит при открывании окон печи, при выпуске и раскислении стали в ковше, а также в результате неплотностей огнеупорной кладки, нарушения целостности газовых коммуникаций. Газы содержат: 14-18 % СО2, 2-5 % О2, 0,5 % СО, 70 % N2. Наиболее опасный газ СО образуется в результате неполного сгорания топлива, химических реакций в процессе плавки, а также является составной частьюкоксового газа, идущего на отопление мартеновской печи.