Екологія - Васюкова Г.Т. - 4.3.1. Чорна металургія

4.3.1. Чорна металургія

Процеси виплавки чавуну і переробки його на сталь супроводжуються викидом в атмосферу різних газів. Викид пил] в розрахунку на 1т. передільного чавуну складає 4,5 кг., сірчистого газу - 2,7 кг. і марганцю 0,5 - 0,1 кг. Разом з доменним газом в атмосферу в невеликих кількостях викидаються також сполуки миш'яку, фосфору, сурми, свинцю, пари ртуті і рідких металів, ціанистий водень і смолисті речовини.

Значним джерелом забруднення повітря сірчистим газом є агломераційні фабрики. Під час агломерації руди відбувається вигоряння сірки з тиритів. Сульфідні руди містять до 10% сірки, а після агломерації її залишається лише 0,2 - 0,8%. Викид сірчистого газу при агломерації може бути у розмірі 190 кг. на 1 т. руди, тобто одна стрічкова машина дає близько 700 т. сірчистого газу за добу.

Значну роль у забрудненні атмосфери грають викиди мартенівських і конверторних сталеплавильних цехів. При веденні мартенівського процесу пил утворюється з металевої шахти (сталевий брухт при її окислюванні, зі шлаку, руди, вапняку , що йдуть на окислювання домішок шихти, і з доломіту, що застосовується для заправлення підлоги печі). У період кипіння сталі виділяються також пари окисів шлаку і металу, гази. Розміри часток пилу не перевищує 3 мкм. Переважна частина пороши мартенівських печей складається з триокису заліза (67%) і триокису алюмінію (8,7%). При безкисневому процесі на 1 т. мартенівської сталі виділяється 3000 - 4000 м³ газів з концентрацією пилу в середньому 0,5 г/м³. У період подачі кисню в зону розплавленого металу пилоутворення багаторазово збільшується, досягаючи 15-52 г/м³. Крім того, плавлення сталі супроводжується вигорянням деякої кількості вуглецю і сірки, у зв'язку з чим у газах мартенівських печей, що відходять при кисневому дутті, міститься до 60 кг. окису вуглецю і до 3 кг. сірчистого газу в розрахунку на 1 т. виданої сталі. Головною особливістю конверторного процесу є одержання сталі з рідкого чавуну без застосування палива. Виплавка сталі за таким принципом здійснюється в конвертерах ємністю 50,100, 250 і більше тонн шляхом продування рідкого чавуну киснем. Це забезпечує вигоряння небажаних домішок, наприклад, марганцю, фосфору і вуглецю, що містяться у чавуні. Процес одержання конверторної сталі носить циклічний характер і при кисневому дутті триває 25-30 хвилин. Димові гази, що утворюються, складаються з часток окисів кремнію, марганцю і фосфору. У складі диму міститься значна кількість окису вуглецю - до 80%. Концентрація пилу в газах що відходять, складає приблизно 15 г/м³. Основна маса пилу -90%, складається з часток розміром 0,2 -1 мкм.

Сучасні заводи чорної металургії в більшості випадків мають у своєму складі цехи коксування вугілля і відділення по переробці коксового газу. Коксохімічні підприємства забруднюють атмосферне повітря пилом і сумішшю летких сполук. Процес коксування полягає в термічній, без доступу повітря, обробці кам'яновугільної шихти при температурі 900 - 1100^вС. При коксуванні 1т. вугілля утворюється 300-320 м³ коксового газу. У його сполуки входять: водень - 50-62% (об'ємних), метан -20-34%, окис вуглецю - 4,5-4,7%, вуглекислий газ -1,8-4%, азот - 5-10%, вуглеводні - 2-2,6% і кисень -0,2-0,5%.

Основна маса коксового газу вловлюється і направляється на хімічну переробку й утилізацію, близько 6% газу надходить в атмосферу внаслідок втрат під час завантаження і вивантаження печей і негерметичності апаратури. У деяких випадках, наприклад, при порушенні режиму роботи батарей коксування чи допоміжних відділень утилізації, в атмосферу викидаються значні кількості неочищеного коксового газу.

Забруднення повітря пилом при коксуванні вугілля сполучено з підготовкою шихти і завантаженням її в коксові печі, з вивантаженням коксу у вагони і мокрим гасінням коксу. Мокре гасіння супроводжується також викидом в атмосферу речовин, що входять до складу використовуваної води.