Пыле вынос и физико-химические свойства пыли

Содержание пыли в отходящих газах мартеновских печей определяется расходом кислорода на печь, при этом значение имеют способ подачи кислорода (в факел или в ванну), вид топлива, период плавки и др.

В зависимости от указанных факторов концентрация пыли в дымовых газах мартеновских печей колеблется в широких пределах – от 160 мг/м³ до 50 г/м³, при этом на печах, работающих без применения кислорода - от 160 до 260 мг/м³, с подачей кислорода в факел – от 400 до 700 мг/м³ и с продувкой ванны кислородом – от 270 до 50 г/м³. Запыленность газов двух ванных печей колеблется в пределах от 2,8 до 17,2 г/м³ [11].

Применение кислорода значительно увеличивает запыленность отходящих газов. Влияние подачи кислорода в факел на пылеобразование связано с усилением термического разрушения кусковых материалов в период прогрева и угара оплавленного или расплавленного металла в последующие периоды плавки.

Основной причиной бурного пылеобразования в период продувки жидкой ванны кислородом является испарение металла в очагах высокой температуры и последующее его окисление атмосферой рабочего пространства, отсюда газы принимают бурую окраску железа.

Количество пыли в каждый период плавки определяется характером технологического процесса, проходящего в это время.

Во время завалки основным источником пылевыделения является загружаемая шихта, из которой газовым потоком увлекаются мелкие частицы железной руды, известняка и других ее компонентов.

В начале периода прогрева пыль образуется в результате термического разрушения кусковых материалов, в конце – вследствие угара оплавленного металла.

В период слива чугуна максимальная запыленность отходящих дымовых газов наблюдается при сливе первого ковша, а далее сокращается в три – четыре раза.

Во время плавления максимальное пылевыделение происходит при продувке ванны кислородом, причем в середине периода оно вдвое выше, чем в начале и конце.

В период доводки содержание пыли в газах при одном и том же удельном расходе кислорода значительно ниже, чем в период плавления. Здесь максимальное пылевыделение наблюдается через 10-20 минут после полировки.

Существенное влияние на пылеобразование оказывает скорость выгорания углерода. Пылеобразование тем выше при одной и той же температуре металла, чем выше содержание углерода [11].

Химический состав. Химический состав пылихарактеризуется высоким содержанием железа.

Основную часть пыли составляют оксиды железа, соотношение которых меняется по дымоотводящему тракту печи. Содержание FеО в вертикальном канале составляет 20-30%, а перед газоочисткой до 1,5%, при этом содержание Fе₂О₃ увеличивается с 65-75 до 88-92%.

На ряду с железосодержащими оксидами в состав пыли входят СаО, АL₂O₃, МnО, МgO, P₂О₅, соединения серы. В пыляи мартеновского производства содержится 0,09-1,19% свинца и 0,36-4% цинка, при этом основная масса цинка представлена ферритом (ZnO₂×Fe₂O₃), а свинца – церрусситом (PbCO₃) [11].

Данные по химическому составу пыли приведены в табл. 1.1.

Дисперсный состав пыли. Основную часть пыли при продувке ванны составляют первичные частицы с диаметром 0,01-1,0 мкм. Средний медианный размер этих частиц составляет 0,2-0,4 мкм. Дисперсный состав первичных частиц пыли незначительно изменяется в течение плавки и мало зависит от расхода кислорода, но при движении по газоотводящему тракту первичные частицы коагулируют в агрегаты различных размеров. Агрегаты в буром дыме представлены в виде комков неправильной формы и цепочек. Размер и компактность их изменяются в течение продувки и походу потока в газоотводящем тракте.

Дисперсный состав мартеновской пыли:

Диаметр частиц, мкм< 0,07 0,07-0,1 0,1- 0,2 0,2-0,3 0,3-0,4 0,4-0,6 0,6-0,8

Количество частиц, % 0,4 1,4 11,2 14,0 14,0 24,0 13,0

(по массе)

0,8-1,0 >1,0

8,0 14,0 [11].

Прочие свойства пыли. Магнитная проницаемость плавильной пыли, отобранной после котла утилизатора, при продувке ванны кислородом составляет 1,5-4,0 при температуре 20 ^оС. С увеличением температуры проницаемость в слабых полях (меньше 150-200 Э) достигает максимума при температуре 300-500 ^оС, в более сильных заметно не меняется до 400 ^оС.

Точка Кюри (640-700 ^оС) соответствует точке Кюри для Fе₃О₄ (685 ^оС).

Остаточная индукция изменяется от 40 до 120 гс и с увеличением температуры монотонно убывает. Коэрцитивная сила составляет 50-100 Э.

При повышении температуры магнитные свойства пыли ослабевают и при температуре выше 600-700 ^оС ферромагнетизм полностью исчезает.

Растворимость пыли в воде составляет 5-12% по отношению к абсолютно сухой массе, гигроскопичность 3-8%, полная смачиваемость по отношению к воздушно9сухой пыли 65-70%. Угол естественного откоса пыли, уловленной в электрофильтрах колеблется в пределах 28-33%.

Плотность мартеновской пыли в пробах, отобранных после котла-утилизатора, составляет 4,2-4,5 т/м³; в электрофильтре после осаждения 4,6-4,9 т/м³.

Плотность пыли в дымовых газах двух ванных печей в пробах, отобранных перед газоочисткой, составляет 4,5-5,0 т/м³.

Насыпная плотность мартеновской пыли колеблется в пределах от 0,48 т/м³ (в неуплотненном состоянии) до 0,84 т/м³ (при максимальном уплотнении).

Таблица 1.1 - Физико-химическая характеристика пыли в выбросах мартеновского производства.

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Экология

Поиск по сайту: