Характеристика источника выброса

Сталеплавильное производство по своим масштабам (750 млн. т/год) занимает второе место в мире среди других крупнейших отраслей промышленности, уступая только производству цемента (1100 млн. т/год). Воздействие сталеплавильного производства зарубежных предприятий на окружающую среду за последние 25 лет резко снизилось за счет активного внедрения новых технологий и отказа от энерго- и ресурсоемких процессов. В таблице 1 приведены данные о выбросах в окружающую среду (пыли, СО, SO2 и NOx) сталеплавильным производством для украинских металлургических предприятий и сталелитейных фирм стран ЕС.

Таблица 1 – Удельный выброс вредных веществ в основном металлургическом производстве, кг/т продукции

Согласно приведенным данным выбросы вредных веществ на отечественных металлургических предприятиях в несколько раз выше, чем на аналогичных западноевропейских производствах.

Основные исследования сталеварения в мире направлены на совершенствование технологии и конструкции агрегатов. В последние десятилетия наиболее значимые изменения произошли в электросталеплавильном производстве: улучшено конструктивное оформление дуговых печей, значительно увеличена их удельная электрическая мощность, нашло применение большое многообразие форм дугового разряда – дуга постоянного и переменного тока, плазменная, с полым электродом, горящая во вспененном шлаке. Внедрены такие технологии как: вакуумно-дуговой и плазменный переплавы, электроннолучевая, электрошлаковая и индукционная плавки.

Преимуществом электроплавки стали по сравнению с другими способами производства является, главным образом, использование электрической энергии для нагрева металла. Выделение тепла в электропечах происходит либо в самом нагреваемом металле, либо в непосредственной близости от его поверхности за счет электрической дуги. Это позволяет в сравнительно небольшом объеме сконцентрировать большую мощность и нагревать металл с большой скоростью до высоких температур. Таким образом, длительность плавки существенно сокращается по сравнению с мартеновским процессом, а пылевыделение значительно ниже, чем при плавке в конвертерах. Расход тепла и изменение температуры при плавке в электропечи довольно легко поддаются контролю и регулированию. В отличии от мартеновского и конвертерного процессов, выделение тепла в электропечах не связано с потреблением окислителя, что также является положительным моментом с экологической точки зрения. Поэтому электроплавка может быть осуществлена в любой атмосфере – окислительной, восстановительной или нейтральной. Кроме того, электропечи лучше других приспособлены для переработки металлического лома. Вся шихта в печь может быть загружена в один или два приема, что значительно сокращает неорганизованные выбросы. Период плавления в электропечах значительно короче, чем в мартеновских печах, работающих скрап-процессом [3].

Наибольшее распространение получили дуговые электросталеплавильные печи (ДСП), в которых преобразование электрической энергии в тепловую происходит в электрической дуге. Таким образом, в сравнительно небольшом объеме дуги можно сконцентрировать огромные мощности и получить очень высокие температуры. Высокая концентрация тепла в дуге позволяет с большой скоростью плавить и нагревать металл до высокой температуры.

Несмотря на явные преимущества электропечей, в настоящее время ведутся активные работы по усовершенствованию конструкции печей и интенсификации плавки для достижения максимальных результатов по сокращению длительности плавки, снижению вредных выбросов, обеспечению энерго- и ресурсосбережения.