СПОСОБ ОЧИСТКИ СБРОСНЫХ ГАЗОВ ФЕРРОСПЛАВНЫХ И СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ Российский патент 2010 года по МПК C21C5/38 C21B7/22 

Изобретение относится к металлургии, а именно к очистке газов при выплавке стали и ферросплавов.

Известен способ [1] очистки газов от зонта печи типа РПЗ-63, включающий отсос смеси газов из открытой печи и атмосферного воздуха от зонта, расположенного над печью, с последующей очисткой газовоздушной смеси в трубе Вентури и каплеуловителе [1 (рисунок 1)]. Недостаток этого способа заключается в том, что отсасывается смесь сжатого газа и воздуха из атмосферы цеха. Это увеличивает объем сбросного газа, соответственно требуется увеличение мощности газоочистных и отсасывающих установок, увеличиваются выбросы вредных веществ в атмосферу, снижается концентрация горючих компонентов в сбросном газе, усложняется процесс сжигания горючих компонентов в сбросном газе.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ [2] отсоса и очистки колошникового газа из-под свода ферросплавной печи, включающий очистку газа в скрубере, трубе Вентури, каплеуловителе (рисунок 1) - см. приложение к заявке.

Недостаток этого способа заключается в том, что все частицы разного минералогического и химического состава осаждаются одновременно: компоненты шихты и вещества, образующиеся при плавке.

Задача, решаемая изобретением, состоит в раздельном осаждении минеральных частиц, переплавляемой шихты и металлов, образующихся из газовой фазы, в результате диссоциаций карбонильных соединений.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в осаждении из газовой фазы металлов марганца, ванадия, хрома, железа, кобальта, никеля.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата в способе очистки сбросных газов ферросплавных и сталеплавильных печей, включающем отсос газов из подводного пространства печи, сухую очистку от пыли при температуре 550-600°С и вторичную сухую очистку, после первичной очистки газы охлаждают до температуры 200-350°С и подвергают вторично сухой очистке.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в электропечи при высоких температурах марганец, ванадий, хром, железо, кобальт, никель реагируют с оксидом углерода с образованием карбонильных соединений Ме(СО)_х по реакциям:

2Mn+10СО→Mn₂(СО)₁₀

С₂+2СО→Cr(СО)₆

V+6CO→V(CO)₆

Fe+5CO→Fe(CO)₅

2Со+8СО→Со₂(СО)₈

NiO+4CO→Ni(CO)₄

Указанные карбонильные соединения образуются в электропечах при высоких температурах, возгоняются и вместе с отходящими газами улетучиваются. Температуры плавления таких веществ составляют 450-350°С. При эвакуации газовой смеси из печи наблюдается охлаждение их в газоходах. Карбонильные соединения в холодной зоне при температурах ниже 350°С разлагаются на металл и оксид углерода по реакциям [3]:

Mn₂(СО)₁₀→2Mn+10СО

Cr(СО)₆→Cr+6СО

V(CO)₆→V+6CO

Мо(СО)₆→Мо+6СО

Со₂(СО)₈→2Со+8СО

Fe(CO)₅→Fe+5CO

Ni(CO)₄→Ni+4CO

Эвакуируемый из электропечи газ подвергается охлаждению до температуры ниже 350°С, в результате чего происходит разложение карбонильных соединений с образованием металлов, которые осаждаются в виде мелких частиц. Образующийся оксид углерода с газовым потоком эвакуируется для дальнейшего обезвреживания путем дожига на факеле (по действующим технологиям). Так же он может использоваться для отопления, например, в котельных.

Предлагаемое изобретение апробировано на лабораторной ферросплавной печи типа РПЗ-63 при выплавке углеродистого ферромарганца. Часть газового потока на выходе из печи отбирают и по трубопроводу направляют на первую ступень очистки в циклоне при температуре 550-600°С. Из циклона газ направляют в холодильник, охлаждают до 350°С и подвергают очистке в осадительной камере. Температура газа на выходе из осадительной камеры составляет 200°С. В циклоне осаждают пыль следующего состава, мас.%: MnO - 18.1; СаО - 5.4; SiO₂ - 28.8; MgO - 2.4; Al₂O₃ - 4.6. В осадительной камере осаждают мелкокристаллический слабомагнитный порошок, содержащий 16,8% Fe, 81,8% Mn. При магнитном обогащении порошка получен продукт, содержащий 98,6% Mn.

Предлагаемый способ позволяет утилизировать марганцевые и железные порошки на второй степени очистки отходящих газов ферросплавных и сталеплавильных печей.

Источники информации

1. Способ отсоса и очистки газов от зонта печи типа РПЗ-63: Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И. Теория и технология производства ферросплавов. // М.: Металлургия, 1988 г., с.767 (рисунок 2).

2. Способ отсоса и очистки Калашниковых газов из - под свода ферросплавной печи типа РПЗ-63. Гасик М.И. и др. Теория и технология ферросплавов // М.: Металлургия, 1988 г. с.766 (рисунок 1).

3. Жулин Н.В. О разрушении чугунных колоколов при электролизе алюминия / Н.В.Жулин, А.А.Комлев, А.П.Коробейников // Известия высших учебных заведений. Цветные металлы, 1975 г. - №1 - с.12, 14.

Изобретение может быть использовано в металлургической промышленности. Способ включает отсос газов из подсводового пространства печи, сухую очистку газов от пыли при температуре 550-600°С, последующее охлаждение газов до температуры 200-350°С и вторичную сухую очистку. На стадии вторичной сухой очистки из охлажденного газа выделяют порошок, содержащий железо и марганец. Технический результат - эффективная очистка газов и одновременное получение чистых металлов.

Способ очистки сбросных газов ферросплавных и сталеплавильных печей, включающий отсос газов из подсводового пространства печи, сухую очистку от пыли и вторичную сухую очистку, отличающийся тем, что сухую очистку от пыли проводят при температуре 550-600°С, а после нее газы охлаждают до температуры 200-350°С и на стадии вторичной сухой очистки выделяют из охлажденного газа порошок, содержащий железо и марганец.