Способы отвода газа от электропечи.

Характеристики и методы отвода газов дуговых электросталеплавильных печей.

Процесс выплавки стали в электропечах проходит за счет тепла электри­ческой дуги, возникающей между электродами. Образующиеся в процес­се плавки насыщенные пылью газы повышают давление в печи и через неплотности в ее конструкции вьщеляются в производственные помеще­ния, загрязняя их. Основное количество газа выделяется через неплот­ности у электродов и рабочего окна. Газы выделяются из электропечей не только в процессе плавки, но и во время загрузки печи и слива готовой стали в ковш.

Количество и физико-химические свойства пылегазовых выбросов электропечей зависят от их емкости, состава шихты, марок выплавля­емых сталей и сплавов, ведения технологического процесса. В процессе плавки стали в электропечи количество газа изменяется и достигает мак­симального значения в период кипения. В среднем газ, выделяющийся из печи, имеет следующий химический состав (по объему): до 68 % СО; до 30 % СO₂; до 21 % O₂; 30—79 % H₂. Кроме того, в газе содержится до 10 мг/м³ окислов серы. Температура газа на выходе из печи составляет около 1600 °С. Ввиду наличия в газе СО он взрывоопасен и поэтому перед направлением на очистку окись углерода дожигают в специальном устрой­стве.

Газы, вьщеляюшиеся из печи, содержат пыль в количестве 50—60 г/м³. Пыль состоит из окислов железа, кремния, алюминия, марганца, кальция и др. Плотность пыли 4—4,2 г/см³, насыпная плотность 1,2 г/см³; угол естественного откоса 20-25°. Дисперсный состав пыли при выплавке среднеуглеродистых и хромистых сталей характеризуется следующими данными:        

Способы отвода газа от электропечи.

Количество газа, поступающего на очистку, зависит от способа его отвода от электропечи. Для улавливания и отвода газов, вьщеляющихся от электропечей, применяют:

1.Фонари или вытяжные шахты в крыше цеха, через которые попав­ший в цех газ удаляется естественным путем. В некоторых случаях для улучшения общеобменной вентиляции в шахтах или в крыше печных пролетов устанавливают вентиляторы. При таком методе отвода газ сна­чала попадает в цех, загрязняет его атмосферу, а затем удаляется из цеха в неочищенном от пыли виде. Большая часть крупной пыли оседает в про­изводственных помещениях. По санитарным условиям и технике безопас­ности такой метод отвода газа неприемлем.

2.Установку над электропечью зонта (рис. XXII. 1, а) полностью пе­рекрывающего в плане свод печи, В конструкции зонта 9 предусмотрен специальный колпак 8 над загрузочным окном печи, предназначенный для улавливания газа, вьщеляющегося при загрузке и в процессе работ печи. В верхней части зонта имеются отверстия для пропускания электродов. Во время выпуска стали из печи зонт отводят в сторону. В процессе работы печи в живом сечении зонта при помощи дымососа создается разрежение, позволяющее улавливать вьщеляющийся из печи газ. Вместе с газом в зонт из цеха подсасывается воздух, в результате чего объем газ поступающего на газоочистку, резко возрастает. Поэтому устройство зонта над электропечью требует установки газоочистки и дымососов большой производительности. При отсосе через зонт не все количество выделяющегося из печи газа попадает в зонт. Часть запыленного газа проникает в здание цеха, загрязняя его, а затем при выходе через фонарь вызывает загрязнение атмосферы.

3. Секционный отсос (рис, XXII. 1, б) представляет собой усовершен­ствованное укрытие. Оно состоит из нескольких секций, присоединенных

к вытяжному газопроводу посредством двухшарнирного телескопическо­го патрубка 7. Газ, выходящий через зазоры между электродами и сво­дом печи, удаляется через отсосы 2 и 3. Кольцевой отсос 6 с укрытием 4 служит для улавливания газа, выбивающегося через неплотности в месте соединения свода и корпуса печи. Над желобом печи устроен зонт 5. Все эти отсосы объединены сборником газа 1, присоединенным к патрубку 7. При отсосе газа через рабочее сечение зонта со скоростью не менее 2 м/с или через секционный отсос производительность газоочистки и дымо­соса принимают в зависимости от емкости печи:

При применении кислорода объем отсасываемого газа увеличивается примерно на 60 %. На практике применяют зонты и отсосы разных кон­струкций. Однако все они не обеспечивают полного улавливания и отвода газа, выделяющегося из электропечи, особенно во время подачи в ванну кислорода, и часть газа проникает в цех. Вследствие большого количества отсасываемого газа и громоздкости зонтов и отсосов их устанавливают на электропечах емкостью до 12 т. При подсосе воздуха в зонт или сек­ционный отсос имеющаяся в газе окись углерода полностью или в боль­шей часта сгорает.

4.Отход газа непосредственно из свода печи (рис.ХХII.1, в). В своде
печи делают специальное отверстие, через которое при помощи водоохлаждаемого патрубка 10, соединенного шарнирно с газоотводящим газопроводом, отсасывают газ, образующийся в процессе плавки стали. При
этом под сводом печи создают разрежение 4,5—13 Па, которое исключает
выбивание газа через неплотности печи. В некоторых случаях в печи создают небольшое избыточное давление 5—30 Па, при котором создается
восстановительная атмосфера. При разрежении в печи подсасываемый воздух окисляет закись железа до высших окислов, которые не воспламеняются. Избыточное давление в печи исключает подсос воздуха и возможность взрывов газа и хлопков в ее рабочем пространстве.

Количество удаляемого газа регулируют специальной задвижкой 11, соединенной с датчиком автоматического регулирования 12, работающим в зависимости от изменения температуры в печи. Газоотводящий патру­бок обычно устанавливают около загрузочного окна. При таком располо­жении патрубка подсасываемый воздух не распространяется по всему объему печи и оказывает небольшое влияние на охлаждение металла. В большегрузных печах иногда выполняют два - три сводовых патрубка.

При таком методе отвода газа перед подачей его на газоочистку СО до­жигают в специальной камере. Для предотвращения выбивания газа из печи через отверстия для электродов зазоры между электродами и сводом печи закрывают специальными уплотнителями.

5.Отвод газа из свода печи через патрубок с разрывом (рис. ХХII.1, г).
При этом газоотводящий патрубок 13 располагают на расстоянии
20—50 мм от стационарно установленной приемной воронки 14 или приемного патрубка. Выходящая из печи струя газа подсасывает, окружающий воздух, в результате чего объем смеси увеличивается примерно в шесть раз. Содержащуюся в газе окись углерода дожигают, в специальной камере в атмосфере подсасываемого воздуха, после чего газ направляется в систему газоочистки. Такой метод отвода газа безопасен и удобен, так как шарнирное соединение 15 трубопровода дает возможность отводить воронку перед наклоном электропечи.

В цехах с большегрузными дуговыми электропечами улавливают, подвергают очистке газ, проникающий в здание цеха. Для этого устанавливают зонты, в которых с помощью дымососа создают разрежение, способствующее захвату газа.