Такой уплотнитель прошел успешные испытания по 100-и 200-т ДСП ЗКО, УМЗ и ЧМК. В настоящее время такая конструкция уплотнителя внедрена на всех 100-т ДСП ЧМК. Изготовление бетонных корпусов уплотнителей освоено на ЧМК в 1985 г. и с этого времени на всех шести электропечах ЭСПЦ-2 комбината уплотнители находятся в постоянной эксплуатации. В качестве энергоносителя в уплотнителях используют азот и сжатый воздух, расход которых составляет 1000-1200 м3/ч на одну печь.
При указанных расходах энергоносителя применение уплотнителей обеспечивало практически полное устранение пыле-газовых выбросов из электродных отверстий в течение всей кампании печи по своду. Незначительный износ корпуса уплотнителя не приводил к разрушению коллектора, что- обеспечивало эффективную работу уплотнителя в течение всей кампании печи по своду. Устранение пыле-газовых выбросов резко улучшило условия труда в цехе и уменьшило загрязнение воздушного бассейна. Устранение высоконагретых газов улучшает условия службы оборудования печи, расположенного над сводом. Положительные результаты длительной эксплуатации уплотнителей конструкции НИИМ на ЧМК позволяют рекомендовать их для всех дуговых печей большой вместимости, в том числе и для печей, работающих с подкрышными зонтами или расположенных в укрытиях. В таких случаях установка уплотнителей, обеспечивающих практически полное устранение неорганизованных выбросов печей в периоды их работы под током, позволяет уменьшить во много раз общее количество газов, требующих очистки. Это достигается при условии, что интенсивный отсос газов из укрытия или зонта происходит кратковременно при завалке шихты в печь с отведенным сводом при выпуске металла в ковш.
Отличительной особенностью нового решения является размещение дуговой сталеплавильной печи в шумо-, газоизолирующей камере (укрытии). Такие камеры охватывают полностью всю печь с механизмами и зону выпуска металла. Они оснащаются перекрываемыми проемами, обеспечивающими введение в камеру завалочной бадьи с шихтой, заправочной машины, шлаковой чаши, сталевоза с ковшом, а в некоторых конструкциях камеры и самого завалочного крана с бадьей. Камера подключается к системе газоудаления, обеспечивающей практически полное улавливание всех неорганизованных пыле-газовых выбросов, а также необходимый массообмен воздуха в камере.
Ограниченный объем камеры позволяет по сравнению с системой отсоса через зонт под крышей примерно вдвое уменьшить количество отсасываемых газов, мощность дымососа и расхода электроэнергии. Наиболее рациональными являются комбинированные системы с отсосом газов из укрытия и непосредственно из рабочего пространства печи. При этом возможны два варианта удаления отсасываемых газов. В первом варианте эти газы могут смешиваться в общем газовом тракте. Тогда для охлаждения печных газов не требуется дополнительного подсоса воздуха из окружающего пространства. По второму варианту тепло отсасываемых из рабочего пространства газов может использоваться в теплообменнике, котле-утилизаторе или для нагрева шихты в бадье. Удаление и очистка газов из печи и укрытия осуществляются раздельно.
При использовании защитного укрытия возможны следующие решения проблемы улавливания неорганизованных пылегазовых выбросов через зазоры электродных отверстий. Можно допустить работу печи с выбиванием газов через электродные зазоры.
При отборе газов из рабочего пространства печи не решается проблема так называемых вторичных выбросов в атмосферу цеха. Основными составляющими вторичных выбросов являются пылегазовые выделения при завалке шихты в печь и выпуске стали из печи в сталеразливочный ковш, а также газы, выделяющиеся через зазоры электродных отверстий и неплотности рабочего окна. Количество этих выбросов составляет до 15% от общего количества газов, выделяющихся при электроплавке.
Для улавливания вторичных выбросов как в СССР, так и за рубежом в некоторых электросталеплавильных цехах использовались мощные вытяжные зонты, расположенные над печью под крышей здания цеха. Однако при отсосе через зонт 300-600 тыс. мэ газов, как это практиковалось в ЭСПЦ Узбекского и Донецкого металлургического заводов, не удалось обеспечить полного улавливания вторичных выбросов. Потоки воздуха, распространяющиеся в горизонтальных направлениях, отклоняют поток газов над печью от вертикали. При этом значительная часть запыленных газов выходит через аэрационный фонарь за пределы здания цеха, минуя зонт и газоочистку, либо захватывается циркуляционными потоками и загрязняет атмосферу цеха. Эффективное улавливание неорганизованных вторичных выбросов подкрышными зонтами обеспечивается только при очень больших расходах отсасываемого через них газа, достигающего на печах большой вместимости 1-2 млн. м,/ч при расходах на газоудаление до 75 кВт • ч/т стали (57). Кроме того, предъявляют особые требования и к конструкции этих зонтов.
В последние годы найдено более энергетически выгодное решение, обеспечивающее наряду с полным улавливанием вторичных выбросов также защиту персонала от шума, возникающего при работе дуговых сталеплавильных печей.
Наиболее простой является система улавливания выбивающихся из печи газов при помощи отсасывающих устройств, расположенных вблизи электродных отверстий и рабочего окна, или общего зонта, охватывающего все пространство над сводом. При этом обеспечиваются минимальные подсосы воздуха в печь и низкий уровень тепловых потерь. Однако такая система может использоваться лишь на печах малой вместимости. На печах средней и большой вместимости неорганизованные пылегазовые выбросы приводят к быстрому выходу из строя элементов и конструкций печи, расположенных над сводом. Такие печи обязательно снабжаются системами принудительного отсоса газов.
На сверхмощных печах, как правило, принудительный отсос газов из рабочего пространства осуществляется через четвертое отверстие в своде, над которым установлен сводовый патрубок. К сводовому патрубку с зазором примыкает стационарный патрубок газоотсоса, связанный с газовым трактом, газоочистным устройством и дымосом. Для уменьшения зазора между подвижным сводовым и стационарным патрубками на площадке газохода устанавливается подвижная муфта. Наименьшее гидравлическое сопротивление в тракте обеспечивается при зазоре между сводовым и стационарным патрубками < 60 мм.
Используемые в современных ЭСПЦ установки обеспечивают улавливанием 95-99 % всей пыли, содержащейся в газах. В таком случае в очищенном газе обычно содержится 50-150 мг/м3 пыли. Однако требования по остаточной концентрации пыли в отходящих газах во всех странах непрерывно ужесточаются. Так, например, если в Великобритации в 1960 г. допускалось загрязнение воздуха в промышленных районах до 115 мг/м3, то изданные в 1970 г. в США инструкции ограничивают предельное загрязнение значением 10 мг/м3. Следовательно, системы улавливания и очистки газов должны непрерывно совершенствоваться.