CC BY
19
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2002р Вип №12
УДК: 621.791.754.658:502
Логвинов Ю.В.*
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ И ПЕРЕРАБОТКИ СВАРОЧНОЙ ПЫЛИ В МАЛООТХОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
Предлагается схема классификации сварочной пыли и организация процесса ее
утилизации.
При производстве сварочных и наплавочных работ, и особенно при электрошлаковом переделе, образуется большое количество сварочной аэрозольной (СА) пыли, дыма, которые убираются из зоны дыхания сварщика с помощью различных устройств и приспособлений [1]. Основной проблемой является утилизация С А пыли этих отходов. Для организации и оптимизации процесса утилизации необходимо решить следующие задачи:
- произвести классификацию СА пыли;
- на основании классификации СА пыли предложить технологическую схему ее утилизации.
Предлагается следующая классификация сварочных аэрозолей (ВСА):
ВСАс{Р,ОД,}, (1)
где Р - классификация по происхождению;
О - классификация по способу образования;
Я - классификация по размерам частиц. Более детально по происхождению Р пыль разделяют на:
- органическую (РО) - может быть естественной, животного, и растительного происхождения;
- искусственную пыль (Р1) - из пластмасс, резины, смол и других синтетических продуктов;
- неорганическую (РЫ) - минеральная природа происхождения, кварцевая, цементная;
- металлическую пыль (РМ) - черной и цветной металлургии;
- смешанную пыль (РС).
С учётом выше приведенного представим (1) в виде множества:
Рс{РО,Р1,Р1Ч,РМ,РС} (2)
При рассмотрении второй составляющей (1), т.е. по способу образования (О) - различают аэрозоли дезинтеграции (ОБ), конденсации (ОК) и дисперсной фазы (ОБР). Тогда О можно представить в виде:
Ос{ОБ,ОК,ОБР} (3)
Различаются следующие типы аэрозолей:
- дезинтеграции - образуются при механическом измельчении, дроблении и разрушении твердых веществ (бурении, размол), при механической обработке изделий (очистке, стыковке и других слесарных и сборочных операциях в сварочном производстве);
- конденсации - образуются при термических процессах возгонки твердых веществ (плавлении, электросварке, наплавке) вследствие охлаждения и конденсации паров металлов и неметаллов;
- дисперсной фазы - содержат частицы, образующиеся как при измельчении, так и конденсации паров.
Химический состав пыли может оказывать на организм фиброгенное, раздражающее, токсичное, аллергенное и др. действия.
ПГТУ, канд.техн.наук, доц.
Первостепенное значение для развития пылевых заболеваний легких имеет как химический, так и минералогический состав пыли.
Наиболее агрессивными при нагревании, конденсации и перекристаллизации являются диоксид кремния, фридимит, крисстобалит, марганец, соединения фтора и др. Меньшей, но достаточно высокой фиброгенностью обладает кристаллический кремнезем [1]. Их химическая активность зависит от общей площади поверхности пылинок.
Обожженные продукты, например, керамзит, благодаря увеличению общей поверхности, обладают более выраженным фиброгенным действием.
Размеры частиц (Я) аэрозольной пыли сварочного производства представим в виде множества:
Кс{1ШДМДи}, (4)
где
КБ - видимая пыль размером >10 мкм;
КМ - микроскопическая от 0,25 до 10 мкм;
Я и - ультрамикроскопическая менее 0,25 мкм.
Аэрозоли конденсации металлов со значительным удельным весом, имеющие форму, близкую к шару или кубу, легко оседающие из воздуха, имеют размеры 5-10 мкм.
Представим вышеизложенное в виде укрупненной схемы классификации (СА) пыли на
рис.
Рис. - Укрупненная схема классификации С А пыли
Наиболее целесообразным процессом утилизации пыли является его брикетирование с введением в состав брикета окислительных компонентов. Это дает возможность дальнейшей утилизации брикетов, путем их сжигания. При этом получается дополнительная энергия для реализации других технологических процессов.
Предложен состав компонентов брикета:
а) 1/3 - лигнина с определенной влажностью, концентрацией и другими параметрами [2];
б) 1/3 - коксовой мелочи или остатков угля антрацита и тощих углей (вторичное сырье при переработке и погрузке кокса);
в) 1/3 - СА пыль, в соответствующем виде представленная для брикетирования.
Эти компоненты смешиваются в роторном прессе, при строго определенном давлении и по заранее определенной технологии.
Варианты изготовления брикетов представлены в таблице.
Таблица - Основные характеристики предлагаемого брикетированного угля
Тип брикета Зола, % Сера, % Предел прочности, кг/см
А 1-10 0,6 65-70
АСБ 9,5-11 0,7 70-72
Б 11-12 1-1,1 65-70
Б-КМ 10-11 1,2 67-70
Б-ТУ 12 1,3 65-70
Брикеты типов: «А» и «АСБ» и «Б» - изготовлены на основе антрацита; Б-МК - на основе коксовой мелочи; Б-ТУ - на основе тощих углей.
Произведены испытания брикетов в доменном производстве, по массе 1 % от общей массы кокса, поэтому введение в шихту брикетов не изменило качественный состав выбрасываемых в атмосферу газов.
Следовательно, замена 1 % кокса брикетами только в доменном производстве позволяет за счет снижения их стоимости по сравнению с коксом добиться значительной экономии. При сгорании брикетов калорийность в 2 раза выше, чем при сгорании кокса. Экономический эффект составляет 50000 грн. в год по одной доменной печи.
Экономическая эффективность способов утилизации наглядно свидетельствует о целесообразности предлагаемой технологической схемы.
Выводы
1. Исследованы факторы, параметры, предлагается классификация СА пыли, которые существенно влияют на создание малоотходных технологий сварки и наплавки и решению вопросов утилизации С А пыли.
2. Уголь и С А пыль представляется в виде брикета, который применяется в народном хозяйстве.
Перечень ссылок
1. Головатюк А.П., Левченко О.Г. Гигиена труда при сварке в защитных газах. /. - Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, 1990.-24с.
2. Пат. 39795 Украина, 9С01ВЗ1/08 СЗ. Споаб отримання БУ Логвшов Ю.В.
Логвинов Юрий Виктории. Канд. техн. наук, доц. кафедры металлургия и технология сварочного производства Приазовского государственного технического университета. Окончил Жда-новский металлургический институт в 1974 году. Основное направление научных исследований - автоматизация проектирования в сварочном производстве и создание малоотходных, экологически чистых технологий сварки.
Статья поступила 29.03.2002г.
