§1. Пылегазовые выбросы ферросплавных печей

Основным типом ферросплавных печей являются рудовосстановительные печи, в которых выплавляют ферросплавы массового применения (ферросилиций, ферромарганец, феррохром и др.). По конструкции рудовосстановительные печи до недавнего времени были открытыми и выделяющийся из печи газ, богатый ок­сидом углерода, при выходе из печи сгорал, смешиваясь с кис­лородом воздуха. В последнее время в эксплуатации находятся преимущественно закрытые печи, у которых колошник перекрыт сводом. Выделяющийся из печи газ отводится в газоочистку, а затем используется как топливо. Запыленность сжигаемого газа должна быть не выше 10—20 мг/м³. Получение некоторых ферросплавов (90 %-ного ферросилиция, силикокальция) в за­крытых печах пока не освоено.

Из закрытой печи отвод газов осуществляют через два—три и даже более отсосов, каждый из которых отводит газ на свою газоочистку. Так как под сводом поддерживают избыточное давление 5—10 Па, часть газа (15—20 %) все же выбивается из печи через места загрузки и различные неплотности и сгорает в атмосфере цеха.

Количество газа, образующегося в печи на 1 MB·А затрачиваемой мощности, составляет 130—260 м³/ч в зависимости от вида сплава и мощности печи (табл. 29.1). Выход газа приблизительно равномерный.

Таблица 29.1. Количество газов, отходящих от закрытых печей [9]

При работе закрытых печей на газоочистку поступает 350— 900 м³/т сплава. Газ содержит, %: 70—90 СО; 2—10 Н₂; 2—20 СО₂; 0,5—5 СН₄; 2—4 N₂; 0,2—2 О₂, а также небольшое количество SО₂ (0,2—0,5 мг/м³), который выделяется из коксика, входящего в состав шихты.

Ниже приведены данные, характеризующие удельный выход газов при производстве различных ферросплавов, м³/г:

С технологическими газами выносится и пыль (3—30 кг/т сплава), содержащая SiO₂, CaO, MgO, А1₂0₃, MnO, SiC и оксиды железа. Химический состав пыли изменяется в широких пределах в зависимости от вида сплава.

Теплота сгорания ферросплавного газа в зависимости от содержания в нем горючих компонентов составляет 8500 — 10500 кДж/м³, а температура от 400 до 1100 °С. Максимальную запыленность и большее содержание СО имеют газы, образующиеся при выплавке кремнистых сплавов, наименьшие значения этих величин наблюдаются при выплавке углеродистого феррохрома. Плотность пыли от 2300 до 4300 кг/м³ в зависимости от вида сплава.

Запыленность газа, поступающего на газоочистку, обычно в пределах 15—30 г/м³. Фракционный состав пыли зависит от вида выплавляемого сплава и режима работы печи, однако во всех случаях он характеризуется значительным содержанием мелкодисперсных фракций, образующихся в результате возгонки металлов и окисления паров. Примерное распределение пыли по размерам приведено в табл. 29.2.

Таблица 29.2. Дисперсный состав пыли закрытых печей, % (по массе) [9]

Вид выплавляемого сплава	Содержание частиц размером, мкм
	<1	1-5	>5
Ферросилиций	10	55	35
Углеродистый передельный феррохром	34	56	10
Углеродистый ферромарганец	24	20	56
Силикомарганец	24	20	56

Обработка данных показывает, что для ферросилиция d_m = 3,5 мкм при σ_ч = 2,5.