Электросталеплавильная пыль является ценным отходом производства из-за содержания цветных металлов и из-за ультрадисперсности частиц (≤1мкм), имеющих магнитные свойства.
Данная пыль образуется при плавке металлов в дуговой сталеплавильной печи и составляет примерно 10-20 кг/т стали. Для предотвращения попадания пыли в окружающую среду применяют различные аппараты для ее очистки. В электросталеплавильном производстве используют в основном сухие методы очистки – рукавные фильтры и электрофильтры. Уловленная пыль содержит ценные компоненты (например, цинк) и может стать сырьем для их последующего извлечения.
Ценность пыли ДСП заключается в том, что она, с одной стороны, содержит ценные компоненты, которые можно извлечь, с другой – представляет собой мелкодисперсный магнитный порошок, который может найти применение в ряде отраслей промышленности.
Свойства электросталеплавильной пыли зависят от механизма ее формирования и во многом определяются воздействием электрических дуг на шихту (ванну). Высокая концентрация энергии, местный перегрев металла до 3000-3500 0С приводят к интенсивному испарению железа и других элементов, особенно легколетучих. В процессе расплавления шихты происходит электрическая эрозия поверхности шихты и интенсивное пылеобразование. Этому способствует также электро- и газодинамические силы, приводящие к разбрызгиванию металла и диспергированию капель в дуге.
Другим фактором пылеобразования является продувка ванны кислородом, при которой в результате интенсивного окисления компонентов шихты (расплава) и местного перегрева металла до 2700-2800 оС происходит его интенсивное испарение. Пылеобразованию при этом способствует пневматическое диспергирование, дробление капель жидкого металла в струе кислорода, а также разбрызгивание металла при выходе на поверхность и разрыве пузырей СО.
В зонах электрических дуг пыль образуется в основном при испарении и конденсации частиц. Характер протекания этих процессов оказывает существенное влияние на свойства частиц пыли, их размер, форму, состав.
Высокая концентрация в пыли цинка и железа свидетельствует о том, что эта пыль является ценным продуктом и может быть подвергнута рециклингу с извлечением цветных металлов и возврата оставшейся пыли в производство.
Пыль, содержащую более 12 % Zn, экономически выгодно обработать с целью извлечения цинка. И хотя железо и цинк в пыли могут находиться в сложных соединениях, свойства которых мало изучены, при высокотемпературной восстановительной обработке цветные металлы восстанавливаются и достаточно полно извлекаются. Однако цинк вновь окисляется, и продуктом переработки пыли ДСП чаще всего является сырой оксид цинка. Цветные металлы из оксидов можно получить на предприятиях цветной металлургии.
Инжекция пыли в ДСП
Для переработки пылей в ДСП характерно отсутствие стадии подготовки (окускования) пылевидных отходов; значительная экономия электроэнергии за счет компенсации тепла (до 40%) инжекционной установкой; меньший пылевынос (до 1% от массы всей шихты); меньший расход углерода для восстановительных реакций; осуществление более полного контакта мелкодисперсных частиц с расплавом металла благодаря введению пыли через инжекционную установку и заливке в печь уже жидкого чугуна.
Подача углерода в ДСП осуществляется при помощи пневматической системы. Типовой вид данной системы представлен на рис. 3.1.
Рисунок 3.1- Типовой вид пневматической системы вдувания углерода
В комплексе подачи углерода присутствуют сосуды работающие под давлением. Технические характеристики:
1) объем V = 1,6 м3;
2) рабочее давление Рраб.= 6 кг/см2;
3) рабочая среда - сжатый воздух;
4) принцип действия – автоматизированный;
5) давление компрессорного воздуха, подаваемое из магистрального
воздухопровода, Р = 6 атм;
6) диапазон расхода углерода – 15-50 кг/мин.
Техническая характеристика вдуваемого углерода представлена в табл. 3.1.
Таблица 3.1 Техническая характеристика вдуваемого углерода
| Крупность | Плотность | Потребление | Объем | |
| мм | кг/м3 | кг/т | т/на плавку | м3/на плавку |
| 0-5 | 0,5 | 0,5 |
Процесс инжекции сталеплавильной пыли организуется аналогично процессу Карбофер и осуществляется в две стадии.
Первая стадия – приготовление смеси полупродуктов, которая пригодна для вдувания в ДСП.
Вторая стадия – вдувание смеси в печь.
Доля каждого компонента смеси в каждом случае будет зависеть от рабочих режимов.
При помощи системы пневмотранспорта смесь типа Карбофер транспортируется к инжекционной установке, а затем подается в печь. Вдувание смеси осуществляется в шлаковую ванну до выпуска плавки.