ИПС "Әділет"

В соответствии с пунктом 6 статьи 113 Экологического кодекса Республики Казахстан Правительство Республики Казахстан ПОСТАНОВЛЯЕТ:

1. Утвердить прилагаемый справочник по наилучшим доступным техникам "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов".

2. Настоящее постановление вводится в действие со дня его подписания.

Премьер-Министр
Республики Казахстан

А. Смаилов

Утвержден
постановлением Правительства
Республики Казахстан
от 29 декабря 2023 года № 1252

Справочник
по наилучшим доступным техникам
"Производство изделий дальнейшего передела черных металлов"

Список схем/рисунков

Рисунок 1.1 Общая схема производства стального департамента АО "Арселор Миттал Темиртау"

Рисунок 1.2 Потребление электроэнергии по технологиям производства

Рисунок 1.3 Потребление сжиженного газа

Рисунок 1.4 Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015-2019 гг. (общие по прокатному производству)

Рисунок 1.5 Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015-2019 гг. (от производства горячекатаного плоского проката)

Рисунок 1.6 Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015-2019 гг. (от производства холоднокатаного плоского проката)

Рисунок 1.7 Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015-2019 гг. (от производства сортового плоского проката)

Рисунок 1.8 Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015-2019 гг. (при нанесении покрытий на трубы (эпоксидное, полиэтиленовое, полипропиленовое, цинковое))

Рисунок 1.9 Выбросы ЗВ Предприятия B за 2020-2021 гг. (при производстве горячекатаного проката/ шаропроката)

Рисунок 1.10 Выбросы ЗВ Предприятия С за 2020-2021 гг. (при производстве горячекатаного проката)

Рисунок 1.11 Объемы водопотребления и водоотведения за период с 2015 по 2019 года по предприятию А

Рисунок 1.12 Данные по образованию и переработке отходов на предприятии А.

Рисунок 1.13 Данные по образованию и переработке отходов на предприятии С за 2020-2021 гг.

Рисунок 3.1 Обобщенная технологическая схема производства горячекатаного проката

Рисунок 3.2 Методическая нагревательная печь

Рисунок 3.3 Сортопрокатный стан

Рисунок 3.4 Винтовая периодическая прокатка в валках с винтовыми калибрами

Рисунок 3.5 Выдача нагретых слябов в линию стана горячего проката

Рисунок 3.6 Схема непрерывного травильного агрегата горизонтального типа

Рисунок 3.7 Технологическая схема непрерывного 5 клетьевого стана 1700 холодной прокатки рулонов

Рисунок 3.8 Схема одностопной колпаковой печи для отжига рулонов

Рисунок 3.9 Схема агрегата непрерывного отжига

Рисунок 3.10 Схема агрегата непрерывного электролитического лужения жести

Рисунок 3.11 Линия покраски

Рисунок 3.12 Схема высокочастотной сварки с индукционным подводом тока

Рисунок 3.13 Общая схема технологических операций при производстве горячекатаных труб

Рисунок 3.14 Конструкция кольцевой нагревательной печи

Рисунок 3.15 Схема производства нефтегаз проводных труб

Рисунок 3.16 Схема производства Обсадных и насосно-компрессорных труб

Рисунок 5.1 Пример автоматической регулировки в системе вентиляции

Рисунок 5.2 Различные типы ванн травления

Рисунок 5.3 Технологическая схема предотвращения с загрязнением при закрытой зачистке (пример с влажным электрофильтром)

Рисунок 5.4 Технологическая схема с предотвращением загрязнением в процессе зачистки

Рисунок 5.5 Сравнение обычного электродвигателя с энергоэффективным

Рисунок 5.6 Поперечный разрез (а) и фотография (б) секции теплоотражательного экрана на промежуточном рольганге ШСГП 2000

Рисунок 5.7 Поперечный разрез (а; схема) и фотография внешнего вида (б) теплового экрана на промежуточном рольганге ШСГП 2000

Рисунок 5.8 Тепловой экран типа "энкопанель"

Рисунок 5.9 Схема горизонтальной осадительной системы

Рисунок 5.10 Жалюзийный пылеотделитель

Рисунок 5.11 Базовая схема устройства циклона

Рисунок 5.12 Схема устройства электрофильтра (показаны только две зоны)

Рисунок 5.13 Конструкция рукавного фильтра

Рисунок 5.14 Радиальный мокрый скруббер

Рисунок 5.15 Скруббер Вентури

Рисунок 5.16 Схема горелки с низким содержанием NOX и внутренней рециркуляцией дымовых газов

Рисунок 5.17 Схематический пример горелки с низким содержанием NOx, работающей на воздухе

Рисунок 5.18 Схематичное изображение системы СКВ

Рисунок 5.19 Схема установки медно-аммиачной очистки газов

Рисунок 5.20 Некаталитическое дожигание СО

Рисунок 5.21 Каталитическое дожигание СО

Рисунок 5.22 Схема установки для очистки газов от оксида углерода реакцией водяного газа

Рисунок 5.23 Горизонтальный отстойник

Рисунок 5.24 Конструкция вертикального отстойника

Рисунок 5.25 Схема песчаного фильтра

Рисунок 5.26 Схема процессов коагуляции и флокуляции

Рисунок 7.1 Принципиальная схема органического цикла Ренкина

Список таблиц

Таблица 1.1 Производство промышленной продукции в натуральном выражении

Таблица 1.2 Динамика производства продукции черной металлургии

Таблица 1.3 Технологические процессы и этапы

Таблица 1.4 Основные технологические показатели ПФ ТОО "KSP Steel"

Таблица 1.5 Основные технологические показатели ПФ ТОО "Кастинг"

Таблица 2.1 Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды

Таблица 2.2 Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества

Таблица 3.1 Текущие объемы потребления энергетических ресурсов и воды при горячекатаном производстве

Таблица 3.2 Маркерные вещества и их концентрация

Таблица 3.3 Маркерные вещества и их концентрация

Таблица 3.4 Производство горячекатаного проката

Таблица 3.5 Текущие объемы потребления энергетических ресурсов и воды при холоднокатаном производстве

Таблица 3.6 Маркерные вещества и их концентрация

Таблица 3.7 Маркерные вещества и их концентрация

Таблица 3.8 Маркерные вещества и их концентрация

Таблица 3.9 Расход материалов на производство холоднокатаного проката

Таблица 3.10 Состав характерных загрязняющих веществ при производстве холоднокатаного плоского проката

Таблица 3.11 Расход материалов на производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)

Таблица 3.12 Маркерные вещества и их концентрация

Таблица 3.13 Расход материалов на производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)

Таблица 3.14 Расход материалов на производство оцинкованного проката

Таблица 3.15 Расход материалов на производство проката с цинковым покрытием (со свинцом)

Таблица 3.16 Расход материалов на производство оцинкованного проката с полимерным покрытием

Таблица 3.17 Текущие объемы потребления энергетических ресурсов и воды при трубопрокатном производстве

Таблица 5.1 Виды автоматизированных систем в зависимости от технологии

Таблица 5.2 Влияние горячей загрузки на расход топлива и времени пребывания в печи

Таблица 5.3 Выбросы в атмосферу при обжиге распылением HCl (объединенные данные установок холодной и горячей прокатки)

Таблица 5.4 Выбросы в атмосферу на установках по утилизации HCl, использующих реактор с псевдоожиженным слоем

Таблица 5.5 Концентрации выбросов HCl при непрерывном травлении

Таблица 5.6 Концентрации выбросов летучих органических соединений на тандемных и реверсивных станах

Таблица 5.7 Достижимые уровни выбросов пыли при зачистке

Таблица 5.8 Эффективность очистки и уровни выбросов, связанные с использованием электрофильтров

Таблица 5.9 Сравнение различных систем тканевых фильтров

Таблица 5.10 Достижимые уровни выбросов при закачке H₂O₂

Таблица 5.11 Меры предотвращения и/или сокращения объема сточных вод

Таблица 5.12 Методы осаждения металлов и их соединений

Таблица 5.13 Сравнительная характеристика аэробной и анаэробной очистки

Таблица 6.1 Периоды усреднения уровней выбросов/ сбросов связанные с НДТ

Таблица 6.2 Технологические показатели пыли при нагреве полуфабриката (холоднокатаной полосы, профиля и т.д.) после холоднокатаного проката в процессе отжига, а также при нагреве полуфабриката перед нанесением покрытия методом погружения в горячий расплав металлов, связанные с НДТ.

Таблица 6.3 Технологические показатели пыли механической обработки (включая продольную резку, удаление окалины, шлифование, черновую обработку, прокатку, чистовую обработку, выравнивание), зачистка (кроме ручной зачистки), связанные с НДТ.

Таблица 6.4 Технологические показатели выбросов SO₂ при производстве при нагреве полуфабриката (холоднокатаной полосы, профиля и т. д.) после холоднокатаного проката в процессе отжига.

Таблица 6.5 Технологические показатели выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу при нагреве полуфабриката (холоднокатаной полосы, профиля и т.д.) после холодной прокатки в процессе отжига.

Таблица 6.6 Технологические показатели выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу при процессе нагрева полуфабриката (холоднокатаной полосы и т.д.) перед нанесением покрытия методом погружения в горячий расплав металлов.

Таблица 6.7 Уровни выбросов летучих органических соединений (ЛОС), связанные с НДТ.

Таблица 6.8 Уровни выбросов, связанные с НДТ, для выбросов HCl и SOх в результате травления при холодной прокатке.

Таблица 6.9 Технологические показатели пыли при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т.д.) перед процессом горячекатаного проката, связанные с НДТ.

Таблица 6.10 Технологические показатели пыли механической обработке (включая продольную резку, удаление окалины, шлифование, черновую обработку, прокатку, чистовую обработку, выравнивание), зачистка (кроме ручной зачистки), связанные с НДТ.

Таблица 6.11 Технологические показатели выбросов SO₂ при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т. д.) перед процессом горячекатаного проката.

Таблица 6.12 Технологические показатели выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т.д.) перед процессом горячекатаного проката

Таблица 6.13 Технологические нормативы сбросов сточных водах при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов, поступающих в поверхностные водные объекты.

Таблица 6.14 Технологические показатели сбросов в пруды-накопители, пруды-испарители при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов

Глоссарий

Настоящий глоссарий предназначен для облегчения понимания информации, содержащейся в данном документе. Определения терминов в этом глоссарии не являются юридическими определениями (даже если некоторые из них могут совпадать с определениями, приведенными в НПА Республики Казахстан).

Глоссарий представлен следующими разделами:

термины и определения

сокращения и обозначения

химические элементы

химические формулы

единицы измерения

Термины и определения

В настоящем справочнике по НДТ используются следующие термины:

автоклав	—	аппарат для проведения различных процессов при нагреве и под газовым давлением выше атмосферного. Например, введение в жидкие металлы легко испаряющихся веществ (магний в чугун и т. д.). В автоклавах проводятся некоторые операции гидрометаллургии, например выщелачивание.
адсорбция	—	поглощение поверхностью фазово-инородного тела (адсорбента) каких-либо веществ (адсорбатов) из смежной газовой или жидкой среды, протекающее на границе раздела фаз.
оценка	—	изучение уровня адекватности ряда наблюдений и соответствующего набора критериев, достаточных для основных целей для принятия решения. Кроме того, сочетание анализа с мероприятиями, связанными с политикой, такими как определение проблем и сравнение рисков и выгод (таких как оценка рисков и оценка воздействия).
нейтрализация	—	реакция взаимодействия кислоты и основания с образованием соли и слабо диссоциирующего вещества
тонна условного топлива (т.у.т.)	—	единица измерения энергии, равная 29,3 ГДж; определяется как количество энергии, выделяющееся при сгорании 1 тонны каменного угля
блюмы	—	заготовки из стали в форме квадрата с закругленными краями. Их используют как исходный материал на крупносортных прокатных станах для получения профилей сортовой стали: круга, квадрата, рельса и др. Сортамент блюмов составляет 18 размеров от 130x130 мм до 450x450 мм с радиусами закруглений от 5 до 60 мм. Они относятся к категории крупных заготовок.
ванна	—	раствор химических веществ для удельной поверхностной обработки, например, травильная ванна. Термин также относится к соответствующему резервуару или рабочей станции в последовательности процессов.
скруббер Вентури	—	скоростной газопромыватель, применяемый для очистки отходящих газов от твердых частиц размером <1 мкм
наилучшие доступные техники	—	наиболее эффективная и передовая стадия развития видов деятельности и методов их осуществления, которая свидетельствует об их практической пригодности для того, чтобы служить основой установления технологических нормативов и иных экологических условий, направленных на предотвращение или, если это практически неосуществимо, минимизацию негативного антропогенного воздействия на окружающую среду
справочник по наилучшим доступным техникам	—	документ, являющийся результатом соответствующего обмена информацией между заинтересованными сторонами, разработанный для определенных видов деятельности и включающий уровни эмиссий, объемов образования, накопления и захоронения основных производственных отходов, уровни потребления ресурсов и технологические показатели, связанные с применением наилучших доступных техник, а также заключения, содержащее выводы по наилучшим доступным техникам и любые перспективные техники
технологические показатели, связанные с применением наилучших доступных техник	—	уровни эмиссий, связанные с применением наилучших доступных техник, выраженные в виде предельного количества (массы) маркерных загрязняющих веществ на единицу объема эмиссий (мг/Нм³, мг/л) и (или) количества потребления электрической и (или) тепловой энергии, иных ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги, которые могут быть достигнуты при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких наилучших доступных техник, описанных в заключении по наилучшим доступным техникам, с учетом усреднения за определенный период времени и при определенных условиях
движущая сила внедрения	—	причины реализации технологии, например законодательство, улучшение качества продукции.
дожигание	—	зажигание и сжигание выхлопных газов путем впрыска воздуха или использования горелки (например, для уменьшения количества СО и (летучих) органических соединений).
годовые капитальные затраты	—	равный или равномерный платеж, производимый каждый год в течение срока полезного использования предлагаемой техники. Сумма всех платежей имеет ту же "приведенную стоимость", что и первоначальные инвестиционные расходы. Годовая капитальная стоимость актива отражает альтернативную стоимость владения активом для инвестора
удельный расход потребления ТЭР	—	единица измерения, используемая для определения энергетической емкости производственного (технологического) процесса
прокатка	—	процесс пластического деформирования тел на прокатном стане между вращающимися приводными валками (часть валков может быть неприводными).
калибровка	—	набор операций, который устанавливает при определенных условиях систематическое различие, которое может существовать между значениями измеряемого параметра и значениями, указанными измерительной системой (с соответствующими значениями, приведенными в отношении конкретной "эталонной" системы, включая эталонные материалы и их принятые значения). Примечание: Результат калибровки позволяет либо присвоить значения параметров для измерения, либо определять поправки в отношении показаний.
кросс-медиа эффекты	—	возможный сдвиг экологической нагрузки от одного компонента окружающей среды к другому. Любые побочные эффекты и отрицательные последствия, вызванные внедрением технологии.
комплексный технологический аудит (КТА)	—	процесс экспертной оценки применяемых на предприятиях техник (технологий, способов, методов, процессов, практики, подходов и решений), направленных на предотвращение и (или) минимизацию негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе путем сбора соответствующих сведений и (или) посещений объектов, подпадающих под области применения наилучших доступных техник
вторичное производство	—	производство металлов с использованием остатков и / или отходов, включая переплавку и легирование
переработка отходов	—	механические, физические, химические и (или) биологические процессы, направленные на извлечение из отходов полезных компонентов, сырья и (или) иных материалов, пригодных для использования в дальнейшем в производстве (изготовлении) продукции, материалов или веществ вне зависимости от их назначения
утилизация отходов	—	процесс использования отходов в иных, помимо переработки, целях, в том числе в качестве вторичного энергетического ресурса для извлечения тепловой или электрической энергии, производства различных видов топлива, а также в качестве вторичного материального ресурса для целей строительства, заполнения (закладки, засыпки) выработанных пространств (пустот) в земле или недрах или в инженерных целях при создании или изменении ландшафтов
опасные вещества	—	вещества или группы веществ, которые обладают одним или несколькими опасными свойствами, такими как токсичность, стойкость и биоаккумулятивность, или классифицируются как опасные для человека или окружающей среды.
действующая установка	—	стационарный источник эмиссий, расположенный на действующем объекте (предприятие) и введенный в эксплуатацию до введения в действие настоящего Справочника по НДТ. К действующим установкам не относятся реконструируемые и (или) модернизированные установки после введения в действия настоящего cправочника по НДТ
достигнутые экологические выгоды	—	основное воздействие (я) на окружающую среду, которое должно рассматриваться с помощью технологии (процесса или борьбы), включая достигнутые значения выбросов и эффективность работы. Экологические выгоды метода по сравнению с другими.
окружающая среда	—	совокупность окружающих человека условий, веществ и объектов материального мира, включающая в себя природную среду и антропогенную среду
воздействие на окружающую среду	—	любое отрицательное или положительное изменение в окружающей среде, полностью или частично являющееся результатом экологических аспектов объектов.
автоматизированная система мониторинга эмиссий в окружающую среду	—	автоматизированная система производственного экологического мониторинга, отслеживающая показатели эмиссий в окружающую среду на основных стационарных источниках эмиссий, которая обеспечивает передачу данных в информационную систему мониторинга эмиссий в окружающую среду в режиме реального времени, в соответствии с правилами ведения автоматизированной системы мониторинга эмиссий в окружающую среду при проведении производственного экологического контроля, утвержденными уполномоченным органом в области охраны окружающей среды.
загрязнение	—	прямое или опосредованное внесение в результате деятельности человека веществ, вибрации, высоких температур или шума в атмосферу, водную среду или на земную поверхность, следствием чего является нанесение вреда здоровью человека или ухудшение окружающей среды; порча имущества; снижение качества или невозможность законного использования природных (и иных) благ окружающей среды
сброс загрязняющих веществ	—	поступление содержащихся в сточных водах загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, недра или на земную поверхность.
выброс загрязняющих веществ	—	поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников выброса
обезжиривание	—	исключение, насколько это возможно, масла или смазки из компонента.
маркерные загрязняющие вещества	—	наиболее значимые для эмиссий конкретного вида производства или технологического процесса загрязняющие вещества, которые выбираются из группы характерных для такого производства или технологического процесса загрязняющих веществ и с помощью которых возможно оценить значения эмиссий всех загрязняющих веществ, входящих в группу
мониторинг	—	систематическое наблюдение за изменениями определенной химической или физической характеристики выбросов, сбросов, потребления, эквивалентных параметров или технических мер и т. д.
основные производственные отходы	—	наиболее значимые для конкретного вида производства или технологического процесса отходы, с помощью которых возможно оценить значение основного негативного воздействия на окружающую среду
БПК	—	биохимическая потребность в кислороде - количество растворенного кислорода, потребляемого микроорганизмами для разложения органического вещества.
ХПК	—	химическое потребление кислорода (ХПК) — показатель содержания органических веществ в воде, который показывает количество кислорода (или другого окислителя), затраченное на окисление органических соединений в пробе. Количественно ХПК выражается в миллиграммах потребленного кислорода на 1 л воды (мгО/л) и используется для оценки уровня органического загрязнения природных и сточных вод
окалина	—	чешуйчатые частицы различной толщины, образовавшиеся на поверхности горячекатаной стали и состоящие из окислов II- и III-валентного железа - вюстита, гематита и магнетита. По химическому составу окалина близка к чистому магнетиту (65-72 % Fe), а по гранулометрическому составу представлена в основном фракцией менее 0,2 мм. Выход прокатной окалины составляет в среднем 1 - 3 % от массы готового проката.
измерение	—	набор операций для определения значения количества.
измерительная система	—	полный набор измерительных приборов и другого оборудования, включая все рабочие процедуры, используемые для проведения указанных измерений.
анализ жизненного цикла	—	тeрмин "анализ жизненного цикла" употребляется для обозначения анализа воздействия продукта или изделия на окружающую среду на протяжении его жизненного цикла. Анализ жизненного цикла предназначен для оценки суммарного воздействия продукта на окружающую среду в течение всего жизненного цикла этого продукта, то есть, включая сырье, производство, использование, возможную рециркуляцию или повторное использование, а также последующую утилизацию продукта.
перспективные техники	—	техники с потенциалом улучшения экологической эффективности, но которые еще не были коммерчески применены или которые все еще находятся на стадии исследований и разработок.
печь	—	агрегат, внутри которого металлосодержащие материалы подвергаются при помощи тепловой энергии требуемым физико-химическим превращениям для того, чтобы извлекать, рафинировать и обрабатывать металлы.
регенеративные горелки	—	они предназначены для извлечения тепла из горячих газов с использованием двух или более огнеупорных масс, которые альтернативно нагреваются, а затем используются для предварительного нагрева воздуха для горения, см. также рекуперативная печь.
рекуперативные горелки	—	они предназначены для циркуляции горячих газов в системе горелки для восстановления тепла.
рекуперация	—	возвращение части материала или энергии, расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для повторного использования в том же процессе.
оценка соответствия	—	процесс сравнения фактических выбросов загрязняющих веществ с установки (производственной единицы) с допустимыми предельными значениями выбросов в пределах определенной степени достоверности.
скруббер	—	аппараты различной конструкции для промывки жидкостями газов с целью их очистки и для извлечения одного или нескольких компонентов, а также барабанные машины для промывки полезных ископаемых, в том числе пылеулавливающая установка.
фильтрование	—	процесс разделения суспензии на жидкую и твердую фазы с помощью фильтров различной конструкции
отбор проб	—	процесс, посредством которого часть вещества, материала или продукта удаляется, чтобы сформировать репрезентативную выборку целого, с целью изучения рассматриваемого вещества, материала или продукта. План отбора проб, выборка и аналитические соображения всегда должны учитываться одновременно.
сляб	—	стальная заготовка в виде плиты прямоугольного сечения толщиной до 600 мм и шириной до 2500 мм. Слябы применяют для прокатки листовой стали или отправляют на металлургические предприятия уже готовым продуктом. Катанные слябы получают путем проката слитков в обжимных станах, литые слябы производят из жидкого металла на машинах непрерывного литья заготовок.
рафинирование	—	очистка металлов от примесей
эффективность	—	достижение каких-либо определенных результатов с минимально возможными издержками или получение максимально возможного объема продукции из данного количества ресурсов
окислитель	—	материал, который может реагировать с высокой степенью экзотермичности при контакте с другими материалами, в частности, воспламеняющимися веществами.
окислительный процесс	—	химический процесс, сопровождающийся увеличением степени окисления атома окисляемого вещества посредством передачи электронов от атома восстановителя (донора электронов) к атому окислителя (акцептору электронов)
дымовой газ	—	смесь продуктов сгорания и воздуха, выходящего из камеры сгорания и направленного вверх по выхлопной трубе, и которая должна быть выпущена.
непрерывные измерения	—	круглосуточные измерения, допускающие перерывы для проведения ремонтных работ, устранения дефектов, пуско-наладочных, поверочных, калибровочных работ
организованный источник	—	источник выделения, от которого вредные вещества в составе отходящего газа (вентиляционного воздуха) поступают в атмосферу через систему газоходов или воздуховодов (труба, аэрационный фонарь, вентиляционная шахта и т.д.).
организованный выброс	—	выброс, который осуществляется через специальное сооружение, систему или устройство (дымовые и вентиляционные трубы, газоходы, воздуховоды, вентиляционные шахты, аэрационные фонари, дефлекторы и иные), обеспечивающие направленность потока отходящих пыле- и газовоздушных смесей.
неорганизованный выброс	—	высвобождение загрязняющих веществ в атмосферный воздух в виде ненаправленных диффузных потоков.
летучие органические соединения (ЛОС)	—	любое органическое соединение, имеющее при 293,15 К давление паров 0,01 кПа или более, или имеющее соответствующую летучесть при определенных условиях использования.
пыль	—	твердые частицы размером от субмикроскопического до макроскопического любой формы, структуры или плотности, рассеянные в газовой фазе.
отходящий газ	—	общий термин для газа/воздуха, возникающего в результате процесса или эксплуатации (см. выхлопные газы, дымовые газы, отработанные газы).
экологическое разрешение	—	документ, удостоверяющий право индивидуальных предпринимателей и юридических лиц на осуществление негативного воздействия на окружающую среду и определяющий экологические условия осуществления деятельности
электрофильтр	—	устройство, в котором очистка газов от аэрозольных, твердых или жидких частиц происходит под действием электрических сил.
эмиссия	—	прямой или опосредованный выпуск в воздушную, водную среду или на земную поверхность веществ, вибрации, высоких температур или шума, возникающих из точечных или рассеянных источников, имеющихся в установке

Сокращения и обозначения

АСМ	Автоматизированная система мониторинга
АСУ	Автоматизированные системы управления
ГСМ	Горюче-смазочные материалы
ДВС	Двигатель внутреннего сгорания
ДГД	Десульфуризация дымовых газов
ЕС	Европейский союз
ЗВ	Загрязняющее вещество
КПД	Коэффициент полезного действия
КТА	Комплексный технологический аудит
ЛОС	Летучие органические соединения, не относящиеся к метану
ЛПЦ	Листопрокатный цех
МНЛЗ	Машина непрерывного литья заготовок
НДТ	Наилучшая доступная техника
НПА	Нормативно правовые акты
НИР	Научно-исследовательские работы
НИОКР	Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.
ОМД	Обработка металлов давлением
НЛЗ	Непрерывно литая заготовка
ОС	Окружающая среда
ПДВ	Предельно-допустимый выброс
ПДК	Предельно-допустимая концентрация
ПДС	Предельно-допустимый сброс
ППР	Планово-предупредительный ремонт
ПХДД/Ф	Полихлорированные дибензо-пара-диоксины и дибензофураны
РК	Республика Казахстан
СМК	Система менеджмента качества
СКВ	Селективное каталитическое восстановление
СНКВ	Селективное некаталитическое восстановление
ССГПО	Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение
СУООС	Система управления охраной окружающей среды
СУОТ	Система управления охраной труда
СЭнМ	Система энергетического менеджмента
СЭМ	Система экологического менеджмента
СПЦ	Сортопрокатный цех
ТОО	Товарищество с ограниченной ответственностью
АО	Акционерное общество
ТРГ	Техническая рабочая группа
ТЭР	Топливно-энергетические ресурсы
ТЭ	Тепловая энергия
ТЭЦ	Теплоэлектроцентраль
ЧРП	Частотно-регулируемый привод
ЦГЦА	Цех горячего цинкования и алюминирования
ЭНК	Экологический норматив качества
ЭФ	Электрофильтр

Химические элементы

Символ	Название	Символ	Название
Ag	серебро	Mg	магний
Al	алюминий	Mn	марганец
As	мышьяк	Mo	молибден
Au	золото	N	азот
B	бор	Na	натрий
Ba	барий	Nb	ниобий
Be	бериллий	Ni	никель
Bi	висмут	O	кислород
C	углерод	Os	осмий
Ca	кальций	P	фосфор
Cd	кадмий	Pb	свинец
Cl	хлор	Pd	палладий
Co	кобальт	Pt	платина
Cr	хром	Re	рений
Cs	цезий	Rh	родий
Cu	медь	Ru	рутений
F	фтор	S	сера
Fe	железо	Sb	сурьма
Ga	галлий	Se	селен
Ge	германий	Si	кремний
H	водород	Sn	олово
He	гелий	Ta	тантал
Hg	ртуть	Te	теллур
I	йод	Ti	титан
In	индий	Tl	таллий
Ir	иридий	V	ванадий
K	калий	W	вольфрам
Li	литий	Zn	цинк

Химические формулы

Химическая формула	Название (описание)
AI₂O₃	оксид алюминия
CO	монооксид углерода
CO₂	диоксид углерода
CaO	оксид кальция, гидроокись кальция
FeO	оксид железа
Fe₂O₃	оксид железа трехвалентный
H₂O₂	перекись водорода
H₂S	сероводород
H₂SO₄	серная кислота
HCl	хлористоводородная кислота
HF	фтороводородная кислота
HNO₃	азотная кислота
K₂O	оксид калия
MgO	оксид магния, магнезия
MnO	оксид марганца
NaOH	гидроокись натрия
NaCl	хлорид натрия
CaCl₂	хлорид калия
Na₂CO₃	карбонат натрия
Na₂SO₄	сульфат натрия
NO₂	двуокись азота
NO_x	смесь оксида азота (NO) и диоксида азота (NO₂), выраженная в виде NO₂
PbCO₃	карбонат свинца
PbO	оксид свинца
Pb₃O₄	тетраоксид трисвинца
PbS	сульфид свинца
PbSО₄	сульфат свинца
SiO₂	двуокись кремния, оксид кремния
SO₂	двуокись серы
SO₃	трехокись серы
SO_x	оксиды серы - SO₂ и SO₃
ZnO	оксид цинка

Единицы измерения

Символ единицы измерения	Название единиц измерения	Наименование измерения (символ измерения)	Преобразование и комментарии
бар	бар	Давление (Д)	1.013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	градус Цельсия	Температура (T) Разница температур (РT)
ч	час	Время
K	Кельвин	Температура (T) Разница температур (AT)	0 °C = 273.15 K
кДж	килоджоуль	Энергия
кПа	килопаскаль	Давление
кВт ч	киловатт-час	Энергия	1 кВт ч = 3 600 кДж
л	литр	Объем
м	метр	Длина
м²	квадратный метр	Площадь
м³	кубический метр	Объем
мг	миллиграмм	Вес	1 мг = 10 ^-3 г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^-3 м
МВт	мегаватт тепловой мощности	Тепловая мощность Теплоэнергия
нм³	нормальный кубический метр	Объем	при 101.325 кПа, 273.15 K
ppb	миллиардная доля	Состав смесей	1 ppb = 10^-9
ppm	миллионная доля	Состав смесей	1 ppm = 10^-6
об/мин	число оборотов в минуту	Скорость вращения, частота
т/сут	тонн в сутки	Массовый расход Расход материала
т/год	тонн в год	Массовый расход Расход материала
об%	процентное соотношение по объему	Состав смесей
кг-%	процентное соотношение по весу	Состав смесей
Вт	ватт	Мощность	1 Вт = 1 Дж/с
В	вольт	Напряжение	1 В = 1 Вт/1 А (А - Ампер, сила тока

Предисловие

Краткое описание содержания справочника по наилучшим доступным техникам: взаимосвязь с международными аналогами

Справочник по НДТ "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов" (далее – справочник по НДТ) разработан в целях реализации Экологического кодекса Республики Казахстан (далее- Экологический кодекс).

Разработка справочника НДТ проводилась в соответствии с Правилами разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам, утвержденных Постановлением Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 (далее – Правила).

Перечень областей применения наилучших доступных техник утвержден Приложением 3 к Экологическому кодексу.

При разработке справочника был учтен международный опыт в данной сфере, в том числе использовались аналогичные и сопоставимые справочники, официально применяемые в государствах, являющихся членами Организации экономического сотрудничества и развития, Европейского союза, Российской Федерации, других стран и организаций с учетом специфики, сложившейся структуры экономики и необходимости обоснованной адаптации к климатическим, а также экологическим условиям Республики Казахстан, обуславливающие техническую и экономическую доступность наилучших доступных техник в конкретных областях их применения:

Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Ferrous Metals Processing Industry (Справочный документ по наилучшим доступным технологиям для промышленности по переработке черных металлов) [1];

Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production (Справочный документ по наилучшим доступным технологиям для производства чугуна и стали) [2];

Best Available Techniques Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries (Справочный документ по наилучшим доступным технологиям для цветной металлургии) [3];

Best Available Techniques Reference Document for the Management of Waste from Extractive Industries (Справочный документ по наилучшим доступным методам обращения с отходами добывающей промышленности) [4];

Industrial Emissions Directive 2010/75/EU Integrated Pollution Prevention and Control/Директива 2010/75/EC Европейского парламента и Совета ЕС "О промышленных выбросах и /или сбросах (о комплексном предупреждении и контроля загрязнений) [5];

Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 27–2021 "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов" [6].

Область применения справочника по НДТ, а также технологические процессы, оборудование, технические способы и методы в качестве НДТ для конкретной области применения, отнесение техники к НДТ, а также технологические показатели, связанные с применением одной или нескольких в совокупности НДТ для технологического процесса определены технической рабочей группой по разработке справочника по НДТ "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов".

Текущее состояние эмиссий в атмосферу от промышленных предприятий по производству изделий дальнейшего передела черных металлов составляет порядка 2 050 тонн в год. Готовность предприятий по производству изделий дальнейшего передела к переходу на принципы НДТ составляет порядка 40 % при несоответствии уровням эмиссий, установленных в сопоставимых справочных документах Европейского союза.

При переходе на принципы НДТ прогнозное сокращение эмиссий в окружающую среду составит 60 %, или снижения порядка 1 230 тонн в год.

Предполагаемый объем инвестиций 14,5 млрд. тенге. Внедрение НДТ предусматривает индивидуальный подход к выбору НДТ с учетом экономики конкретного предприятия и готовности предприятия к переходу на принципы НДТ, выбора страны производителя НДТ, мощностных показателей, габаритов НДТ и степени локализации НДТ.

Модернизация производственных мощностей с применением современных и эффективных техник будет способствовать ресурсосбережению и оздоровлению окружающей среды до соответствующих уровней отвечающих эмиссиям стран Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР).

Информация о сборе данных

В целях разработки справочника по НДТ информация об уровнях выбросов, сбросах, образовании отходов, технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов в Республике Казахстан была собрана в процессе проведения комплексного технологического аудита (далее – КТА), правила проведения которого включаются в Правила. Перечень объектов для прохождения КТА утвержден технической рабочей группой по разработке справочника по НДТ "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов".

Взаимосвязь с другими справочниками по НДТ

Справочник по НДТ является одним из серии разрабатываемых в соответствии с требованием Экологического кодекса национальных справочников по НДТ.

Справочник по НДТ имеет взаимосвязь с:

№ п/п	Наименование справочника по НДТ	Связанные процессы
1	2	3
1	Сжигание топлива на крупных установках с целью производства энергии	Сжигание топлива в печах при нагреве заготовок.
2	Энергетическая эффективность при осуществлении хозяйственной и иной деятельности	Процессы потребления тепловой и электрической энергии
3	Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях.	Процессы очистки сточных вод
4	Производство чугуна и стали	Процессы подготовки сырья
5	Утилизация и обезвреживание отходов	Обращение с отходами

Область применения

В соответствии с приложением 3 Экологического кодекса настоящий справочник по НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

Производство изделий дальнейшего передела черных металлов, в частности:

производство сортового проката;

производство горячекатаного проката;

производство холоднокатаного проката;

производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат и т.д.)

производство оцинкованного и алюмоцинкового листа;

производство водогазопроводных труб;

производство оцинкованного проката с полимерным покрытием;

трубопрокатное производство.

Область применения настоящего справочника по НДТ, а также технологические процессы, оборудование, технические способы и методы в качестве наилучших доступных техник для области применения настоящего справочника по НДТ определены технической рабочей группой по разработке справочника по НДТ "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов".

Настоящий справочник НДТ также распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий и (или) масштабы загрязнения окружающей среды:

хранение и подготовка сырья;

производственные процессы (пирометаллургические);

методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

хранение и подготовка продукции.

Справочник по НДТ не распространяется на процессы добычи, обогащения руды и получение концентратов, вспомогательные процессы необходимые для бесперебойной эксплуатации производства.

Рассматриваются вопросы обеспечения промышленности при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов экологически безопасными техниками, а также решениями проблем утилизации различных видов отходов или комплексным использованием техногенных отходов.

Аспекты управления отходами на производстве в настоящем справочнике по НДТ рассматриваются только в отношении отходов, образующихся в ходе основного технологического процесса. Система управления отходами вспомогательных технологических процессов рассматривается в соответствующих справочниках по НДТ.

Принципы применения

Статус документа

Справочник по НДТ предназначен для информирования операторов объекта/объектов, уполномоченных государственных органов, и общественности о наилучших доступных техниках и любых перспективных техниках, относящихся к области применения справочника по наилучшим доступным техникам с целью стимулирования перехода операторов объекта/объектов на принципы "зеленой" экономики и наилучших доступных техник.

Справочник по НДТ по производствам содержит систематизированную информацию о состоянии отрасли при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов, о наиболее распространенных и новых, перспективных техниках, о потреблении ресурсов и об эмиссиях, о системах экологического и энергетического менеджмента.

Определение НДТ осуществляется для отраслей (областей применения НДТ) на основе ряда международных принятых критериев:

применение малоотходных технологических процессов;

высокая ресурсная и энергетическая эффективность производства;

рациональное использование воды, создание водооборотных циклов;

предотвращение загрязнения, отказ от использования (или минимизация применения) особо опасных веществ;

организация повторного использования веществ и энергии (там, где это возможно);

экономическая целесообразность (с учетом инвестиционных циклов, характерных для отраслей применения НДТ).

Положения, обязательные к применению

Положения раздела "6. Заключение, содержащее выводы по наилучшим доступным техникам" справочника по НДТ являются обязательными к применению при разработке заключений по наилучшим доступным техникам.

Необходимость применения одного или совокупности нескольких положений заключения по наилучшим доступным техникам определяется операторами объектов самостоятельно, исходя из целей управления экологическими аспектами на предприятии при условии соблюдения технологических показателей. Количество и перечень наилучших доступных техник, приведенных в настоящем справочнике по НДТ, не является обязательным к внедрению.

На основании заключения по наилучшим доступным техникам, операторами объектов разрабатывается программа повышения экологической эффективности, направленная на достижение уровня технологических показателей, утвержденных в заключениях по наилучшим доступным техникам.

Рекомендательные положения

Рекомендательные положения имеют описательный характер и рекомендованы к анализу процесса установления технологических показателей, связанных с применением НДТ и к анализу при пересмотре справочника по НДТ:

Раздел 1: представлена общая информация при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов, структура отрасли, используемых промышленных процессах и техниках производстве изделий дальнейшего передела черных металлов.

Раздел 2: описаны методология отнесения к НДТ, подходы идентификации НДТ.

Раздел 3: описаны основные этапы производственного процесса или производства конечного продукта, представлены данные и информация об экологических характеристиках установок при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов с точки зрения текущих выбросов, потребления и характера сырья, потребления воды, использования энергии и образования отходов.

Раздел 4: описаны методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

Раздел 5: представлено описание существующих техник, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

Раздел 7: представлена информация о новых и перспективных техниках.

Раздел 8: приведены заключительные положения и рекомендации для будущей работы в рамках пересмотра справочника по НДТ.

1. Общая информация

Настоящий раздел справочника по НДТ содержит общую информацию о конкретной области применения, включая описание металлургической отрасли Республики Казахстан, а также описание основных экологических проблем, характерных для области применения настоящего справочника по НДТ, включая текущие уровни эмиссий, а также потребления энергетических, водных и сырьевых ресурсов.

1.1. Структура и технологический уровень отрасли по производству изделий дальнейшего передела черных металлов.

Горно-металлургический комплекс (ГМК) - один из важнейших стратегических секторов экономики Республики Казахстан. На долю ГМК приходится в настоящее время более 7 % ВВП, 19 % объема промышленного производства, более 35 % продукции обрабатывающей промышленности. На предприятиях отрасли занято более 300 тысяч человек, что составляет примерно 3,6 % общей численности занятого населения республики.

Черная металлургия - отрасль тяжелой промышленности, объединяющая технологически и организационно предприятия по добыче и обогащению рудного и нерудного сырья, производству огнеупоров, продуктов коксохимической промышленности, чугуна, стали, проката, ферросплавов, стальных и чугунных труб, а также изделий дальнейшего передела (сортового проката, листового проката, белой и черной жести, проката с цинковым, алюмоцинковым и полимерным покрытием), металлических порошков черных металлов.

Исторически сложилось, что основные предприятия металлургии в стране занимаются вопросами первого передела. Преимущественно речь идет о производстве и экспорте руды и концентрата. Сегодня ГМК экспортирует 95 % своей продукции, главным образом это цветные металлы - медь, цинк, свинец, алюминий, а в черной металлургии - горячекатаный и холоднокатаный прокат, прокат с покрытием, сортовой прокат и трубная продукция.

Различают несколько типов предприятий черной металлургии: предприятия полного цикла. Большинство стадий производственного цикла - обогащение руд, производство кокса, выплавка и прокат металла сосредоточены в одном объекте. АО "АрселорМиттал Темиртау" - единственное в республике предприятие с полным металлургическим циклом;

передельные металлургические предприятия. Одна из стадий, а это, в основном, производство сталей и сплавов, выделена в отдельную отрасль, например: ПФ ТОО "KSP Steel", ПФ ТОО "Кастинг";

малая черная металлургия. Характеризуется тем, что цеха по производству металла входят в состав машиностроительных предприятий.

В состав металлургической отрасли полного цикла по выплавке и переработке черных металлов входят предприятия, которые выполняют следующие задачи:

добыча металлических руд, их обогащение;

добыча и подготовка вспомогательного нерудного сырья – огнеупорной

глины, известняковых флюсов;

коксохимическая промышленность, включая выработку коксового газа;

выплавка черных металлов (чугуна, стали и сплавов, проката, металлических порошков черных металлов);

производство стальных и чугунных труб;

вторичная переработка черного металлического лома и отходов производства.

Предприятия черной металлургии основную массу готовой продукции выпускают в виде литейного и передельного чугуна, конвертерной стали, а также готового проката (сортового, горячекатаного, холоднокатаного и т.д.), стальных и чугунных труб. Передельный чугун в дальнейшем подвергается плавке и обезуглероживанию для получения сталей с различным содержанием углерода. Большая часть стали производится в виде слитков, которые, в дальнейшем, подвергают ковке и прокатке для получения профиля различного сечения (заготовки; листовой прокат; сортовой прокат; бесшовные трубы; специальные виды).

Сырьем черной металлургии для передельных и малых предприятий служит полуфабрикат для выработки стали – чугун, металлолом и прочие отходы основного металлургического производства. Стальные слитки или непрерывнолитые заготовки — полуфабрикат, из которого различными методами получают необходимые изделия. В основном применяют обработку стали давлением: металл под действием приложенной силы деформируется, сохраняя приобретенную форму.

Конечной продукцией передельных металлургических предприятий (после получения чугуна и стали) являются изделия разнообразной формы из стали и сплавов, полученные с применением процессов обработки металлов давлением (ОМД), основными из которых являются следующие:

прокатка – самый высокопроизводительный процесс ОМД, заключающийся в деформации металла в пространстве между вращающимися валками, в результате чего заготовка обжимается, вытягивается и в зависимости от профиля прокатных валков приобретает заданную форму (профиль). Процесс нашел применение при изготовлении практически всех видов металлопродукции из стали и сплавов [7];

прессование металла заключается в выдавливании металла из полости контейнера через отверстие матрицы, установленной на его торце. Применяется при изготовлении горячедеформированных труб и фасонных профилей [8];

волочение – процесс, заключающийся в деформации металла (преимущественно холодной) через отверстие в рабочем инструменте (волоке) путем приложения тянущего усилия. Способом волочения изготовляют проволоку, трубы малого диаметра, а также прутки круглого, квадратного и шестиугольного сечения [9];

ковка – формоизменение металла, преимущественно в горячем состоянии, осуществляемое бойками ковочной машины (молота, пресса и т. п.) с приложением ударной нагрузки. В черной металлургии применяется преимущественно для деформации слитков с получением заготовки разнообразного назначения, например, для изготовления различного оборудования;

штамповка предусматривает формоизменение металла путем его деформации между профилированными поверхностями штампов. Процесс применяется в машиностроении, а его разновидность – формовка листа используется при изготовлении сварных труб. Штамповка может быть горячей и холодной. Этим способом можно получать изделия очень точных размеров;

холодное профилирование — процесс деформирования листовой или круглой стали на прокатных станах. Из листовой стали получают гнутые профили с различной конфигурацией в поперечнике, а из круглых стержней на станках холодного профилирования путем сплющивания — упрочненную холодносплющенную арматуру.

Поскольку прокатка является процессом, получившим наиболее массовое применение при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов, часто всю продукцию третьего металлургического передела называют прокатом. Выделяют холодный и горячий прокат, отличия которых заключаются в разной температуре обрабатываемого сырья. Холодный прокат применяется для сырья, имеющего высокий уровень пластичности, что позволяет сохранять структуру металла и не изменять его физические свойства. Процесс проката не всегда является конечным этапом производства полуфабрикатов. Например, для изделий черной металлургии могут применяться такие методы обработки, как покрытие защитным слоем или закалка. Это позволяет улучшить устойчивость к коррозии, повысить прочность и снизить степень износа. Следует отметить, что большую часть продукции, производимой металлургической отраслью, составляют стальные трубы. На втором месте расположился листовой и сортовой металл, применяющийся в машиностроении.

Стальной профиль сортового проката используют непосредственно в конструкциях (мосты, перекрытия зданий, железнодорожные рельсы). Наиболее распространен сортовой прокат для непосредственного использования: (сталь круглая, квадратная, полосовая, уголковая равнобокая и неравнобокая, швеллеры, двутавровые балки, шпунтовые сваи, трубы, арматурная сталь гладкая и периодического профиля и др.). Все перечисленные наименования сортового проката выпускаются в широком диапазоне стандартизированных размеров. Классические стальные трубы сварной конструкции получают из листового проката. К специальным видам проката относят такие сложные элементы, как: (оси и колеса железнодорожной техники; зубчатые колеса различного назначения). Фасонное литье чугуна применяется для станин машин самого различного назначения (метало- и деревообрабатывающие станки).

1.2. Ресурсы и материалы

Сырьевыми источниками, способствующими развитию черной металлургии Республики Казахстан, являются железная руда, месторождения хромитовых и марганцевых руд, коксующиеся угли, флюсовое и огнеупорное сырье. Сырьевая база железорудной, марганцевой и хромовой отраслей и их добыча достаточны не только для полного удовлетворения существующих и перспективных потребностей казахстанских предприятий черной металлургии, но и для эффективной экспортной деятельности.

Основные балансовые запасы железных руд сосредоточены в Костанайской и Карагандинской областях, где на их базе действуют горно-обогатительные предприятия.

Добыча руды, ее обогащение, выплавка характеризуют предприятия полного цикла. Для переработки руды и производства первичного металла (чугуна) требуются большое количество кокса, рудного сырья и электроэнергии. Сырье и топливо составляют более 90 % общих затрат на производство черного металла.

Согласно данным Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам Республики Казахстан за 2020 год в горнодобывающей отрасли в натуральном выражении было произведено следующее количество основной промышленной продукции, указанное в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Производство промышленной продукции в натуральном выражении

№ п/п	Наименование продукции	Произведено продукции, тыс. т		Изменение объема промышленной продукции из натуральных показателей, 2020 г. в % к 2019 г.
№ п/п	Наименование продукции	2020 г.	2019 г.
1	2	3	4	5
1	Руды железные	62 865,0	62 975,2	99,8
2	Концентраты железорудные	12 673,2	11 642,9	108,8
3	Агломерат железорудный	5 751,1	5 551,1	103,6
4	Окатыши железорудные	4 814,3	5458,4	88,2
5	Руды хромовые	6 326,4	7 018,9	90,1
6	Концентраты хромовые	4 129,3	5 133,1	80,4

1.3. Производственные площадки

В отраслевой структуре черной металлургии Казахстана наибольший удельный вес занимает металлургическое производство, которое специализировано, в основном, на изготовлении различных видов листового и сортового проката (88 % общего выпуска проката черных металлов), ферросплавное производство - на выпуск ферросилиция и феррохрома (соответственно 59 и 84 % от общего производства ферросплавов).

Производство металлопродукции из черных металлов сосредоточено в Карагандинской (42,3 %), Павлодарской (31,5 %) и Актюбинской (19,1 %) областях.

Среди предприятий по производству изделий дальнейшего передела черных металлов можно выделить 4 значимых предприятия полного и неполного цикла производства: АО "АрселорМиттал Темиртау", АО "ССГПО" (Металлопрокатный завод), Павлодарский филиал ТОО "Кастинг", Павлодарский филиал ТОО "KSP Steel".

АО "АрселорМиттал Темиртау" г. Темиртау, Карагандинская область - металлургический комбинат с полным технологическим циклом. Площадь, занимаемая предприятием, 3098,2692 га.

Основными видами товарной продукции АО "АрселорМиттал Темиртау" (далее - АМТ) являются: прокат горячекатаный в листах и рулонах; прокат холоднокатаный в листах и рулонах; белая жесть электролитического лужения и черная жесть; прокат с цинковым и алюмоцинковым покрытием; прокат окрашенный; трубы прямошовные электросварные; арматурная сталь; прокат сортовой, а также производит агломерат, железорудный концентрат, кокс, чугун.

Основные виды продукции АО "АМТ": передельный и литейный чугун; слябы; горячекатаный прокат толщиной 1,5–12,0 мм; холоднокатаный плоский прокат толщиной 0,35-2,0 мм; плоский прокат с покрытием толщиной 0,24-2,0 мм; жесть толщиной 0,17-0,36 мм; гнутые профили широкого ассортимента.

В таблице 1.2 представлена информация о производстве продукции (отчет КТА горно-металлургического комплекса отрасли черной металлургии).

Таблица 1.2. Динамика производства продукции черной металлургии

Динамика производства продукции
№ п/п	Виды продукции, тыс. тонн	Фактический объем производства продукции, тыс. тонн
№ п/п	Виды продукции, тыс. тонн	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7
1	Агломерат	4711,8	5270,1	5151,4	4741,4	5304,1
2	Кокс	2426,9	2596,6	2676,0	2514,6	2203,1
3	Чугун	3233,7	3595,1	3766,3	3153,6	3165,1
4	Прокат	2691,1	3002,3	3219,7	2630,6	2204,4
5	Сталь	3513,4	3913,9	4099,2	3360,8	3426,8

Основные данные о производственных мощностях комбината:

коксохимпроизводство, в составе, которого 6 коксовых батарей, общей мощностью до 3,5 млн. тонн кокса в год + цехи по улавливанию, ректификации и перегонки химических продуктов коксования;

аглопроизводство мощностью до 6,5 млн. тонн в год с прямой подачей на доменные печи;

доменный цех с тремя доменными печами производительностью до 5,5 млн. тонн чугуна в год и со шлакоперерабатывающим участком;

конвертерный цех производительностью до 5,4 млн. тонн жидкой стали в год и тремя машинами непрерывного литья заготовок общей годовой производительностью 5,2 млн. тонн слябов и 1,2 млн. тонн сортовой заготовки;

копровый цех;

цех обжига извести (3 вращающиеся печи обжига общей производительностью 324 тонны/сут и 5 шахтных печей с общей производительностью 750 тонн/сут);

цех горячего проката ЛПЦ-1 (стан 1700ГП) мощностью до 4,6 млн. тонн в год;

цех холодного проката полос ЛПЦ-2 (стан 1700) мощностью до 1,3 млн. тонн;

листопрокатный цех ЛПЦ-3 (цех жести) по производству белой жести, черной жести, конструкционного холоднокатанного проката и подката для линий оцинкования производительностью 850 тыс. тонн в год;

цех горячего цинкования и алюминирования с двумя линиями покрытия цинком и алюмоцинком мощностью 320 тыс. тонн и 300 тыс. тонн в год соответственно и линией полимерных покрытий (линия покраски) с производительностью 100 тыс. тонн в год;

сортопрокатный цех с непрерывным сортовым станом мощностью до 400 тыс. тонн проката в год.

Общая схема производства стального департамента АО "АрселорМиттал Темиртау" на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Общая схема производства стального департамента АО "АрселорМиттал Темиртау"

Основные технологические процессы АО "АМТ" (Данные КТА "Отрасль черной металлургии") представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Технологические процессы и этапы

№ п/п	Наименование процесса, этапа	Объемы производства (макс.)	Объемы производства (мин.)
1	2	3	4
1	Производство сортового проката	417638	261383
2	Производство горячекатаного проката	3215895	2204354
3	Производство холоднокатаного проката	1123164	977937
4	Производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)	438105	140503
5	Производство проката с цинковым покрытием (со свинцом)	383489	351432
6	Производство оцинкованного проката (без свинца)	274381	231274
7	Производство оцинкованного проката с полимерным покрытием	105000	97200

В состав комбината входят две ТЭЦ для обеспечения электроэнергией и необходимыми технологическими энергоресурсами.

АО "АМТ" является единым производством, обеспечивающим себя в значительной мере рудой, углем, электроэнергией.

Павлодарский филиал ТОО "KSP Steel".

Предприятие организовано в 2007 году. Промышленная площадка расположена в центральном промышленном районе г. Павлодара. Основным видом деятельности ПФ ТОО "KSP Steel" является сбор, хранение и переработка металлолома, переплавка металлолома и производство непрерывно литых заготовок, производство проката различного сортамента, производство стальных бесшовных труб различного назначения и диаметра, производство стальных и чугунных отливок для ремонтных целей, производство ферросплавов, вспомогательное производство для обслуживания основного производства сталеплавильного и трубопрокатного цехов.

Территория предприятия Павлодарского филиала ТОО "KSP Steel" располагается на земельном участке площадью 133 га. Основные производственные показатели ПФ ТОО "KSP Steel" приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4. Основные технологические показатели ПФ ТОО "KSP Steel"

№ п/п	Наименование подразделения	Наименование производимой продукции	План производства, тыс. т/год
1	2	3	4
1	Металлургическое производство Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ-2)	Заготовка непрерывнолитая круглая Ø 210 и Ø 300 мм, длина 5–12 м. Заготовка непрерывнолитая квадратная 150x150 мм, 200x200 мм, длина 5–12 м.	470,1
2	Трубопрокатное производство	Бесшовные нефтепроводные, насосно-компрессорные, обсадные трубы, трубы для нефтегазовой отрасли и трубы общего назначения	270,5
3	Прокатно-кузнечный цех	Шары стальные катанные (Ø 40 - 100 мм) Шары кованые Ø 125мм

Промышленная площадка ПФ ТОО "KSP Steel" включает следующие структурные подразделения:

1. Склады - прием, разгрузка, сортировка, отгрузка металлолома в цехи подготовки шихты № 1, 2.

2. Цеха подготовки шихты - прием и складирование отсортированного металлолома; его механическая разделка на пресс-ножницах различной производительности; пакетирование металлолома на пресс-пакетире; разбивка металлолома (чугуна).

3. Электросталеплавильный цех - плавка, выпуск жидкой стали с последующей обработкой на установке "печь-ковш" и разливка жидкой стали в литые заготовки на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

4. Трубопрокатное производство:

подготовка заготовок и их нагрев на печи предварительного нагрева карусельного типа

прошивка на стане поперечного проката

прокатка труб на непрерывном стане на удерживающей оправке

порезка труб в соответствии с нужным размером

охлаждение на столе

повторный нагрев и прокатка труб до чистового размера на редукционном стане с натяжением

контроль качества

чистовая конечная обработка труб

упаковка и отгрузка

5. В ферросплавном цехе осуществляется выплавка ферросплавов шлаковым процессом в двух рудовосстановительных печах мощностью 24 МВА и одной рудовосстановительной печи мощностью 9 МВА.

Павлодарский филиал ТОО "Кастинг" (ПФ ТОО "Кастинг") г. Павлодар - переплавка стального металлолома и производство проката различного сортамента.

Основная промплощадка №1 ПФ ТОО "КАСТИНГ" находится на территории производственной площадки и граничит со всех сторон с ТОО "KSP Steel". Предприятие использует вторичные ресурсы - лом и отходы черных металлов, имеет производительность 300 тыс. тонн электроуглеродистой стали в год.

Таблица 1.5. Основные технологические показатели ПФ ТОО "Кастинг" (Отчет КТА)

№ п/п	Наименование подразделения	Наименование производимой продукции	План производства, тыс. т/год
1	2	3	4
	Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ-1)
1	Плавильное отделение и участок МНЛЗ	Литые заготовки квадратного сечения	343,90
2	Прокатное отделение	Арматурный прокат (Ø 12 - 28 мм)	123,10
33		Прокат горячекатаный круглый (стержень) (Ø 40 - 100 мм)	59,60
44		Шары стальные катанные (Ø 40 - 100 мм)	45,60

Производственные объекты ПФ ТОО "Кастинг" располагаются на двух промплощадках:

промплощадка №1 (основная) – металлургическое производство, включающее основные и вспомогательные подразделения электросталеплавильного цеха №1 (ЭСПЦ-1) с участком непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) и прокатным комплексом;

промплощадка №2 – полигон твердых промышленных отходов.

Металлургическое производство ПФ ТОО "КАСТИНГ" организовано на базе электросталеплавильного цеха № 1 (ЭСПЦ-1), одним из подразделений которого является прокатное отделение.

В состав прокатного отделения ЭСПЦ-1 входят:

среднесортный прокатный стан 500 для выпуска стального горячекатаного круглого проката диаметром 40÷100 мм по ГОСТ 2590–89;

мелкосортный прокатный стан 300 для выпуска арматурного проката диаметром 12÷28 мм;

шаропрокатный стан для производства шаров стальных, мелющих для шаровых мельниц диаметром 40÷100 мм;

три печи предварительного нагрева заготовок;

посты газовой резки металла.

Готовая продукция складируется на участке готовой продукции, либо на открытом складе готовой продукции. На участке готовой продукции установлены три крана с траверсой и один мостовой крюковый кран, а также имеются посты газовой резки металла. На открытом складе для выполнения погрузочно-разгрузочных работ установлены два козловых крана.

Предприятие оснащено оборудованием ведущих европейских производителей, среди которых Danieli, SiderEngineering, Vezzani, Lindeman, Siemens. В сочетании с применением современных технологий это позволяет выпускать продукцию самого высоко качества.

В состав Рудненской промышленной площадки АО "ССГПО" (г. Рудный, Костанайская область) входит Металлопрокатный завод (МПЗ).

Предприятие является специализированным по выпуску стального проката: мелющие тела для размола магнетитовых железных руд (шары, стержни), строительная арматура.

Производственная структура МПЗ представляет собой три основных взаимосвязанных между собой подразделения:

электросталеплавильный цех (ЭСПЦ);

прокатный цех и ремонтно-механический цех (РМЦ), размещенных в одном корпусе.

Производство заготовок непрерывного литья для изготовления мелкосортного проката – 78 550 тонн. Производство стержней стальных горячекатаных круглого сечения – 36 120 тонн. Производство шаров стальных, мелющих катанных для шаровых мельниц – 38 880 тонн.

В прокатном цехе из заготовок получается готовая продукция в виде шаров, арматуры и стержней. Для этого в прокатном цехе нагревают заготовки в печи нагрева, после чего заготовки прокатываются на станах до необходимого размера. Заготовки после прокатных станов 500 и 420 направляются на производство шаров и частично выдаются в виде готовых стержней, а прокатанные до диаметров 12–28 мм выдаются в виде готовой арматуры. Участок изготовления шаров состоит из пяти линий, на которых получают стальные шары диаметром 100, 60 и 30 мм. Каждая линия оснащена индукционной нагревательной печью, прокатным станом и установкой для закалки шаров. На территории металлопрокатного завода предусмотрен открытый оборотный склад металлолома емкостью 75 000 тонн.

1.4. Потребление энергетических ресурсов

Черная металлургия одна из наиболее энергоемких отраслей промышленности. Наиболее крупными потребителями энергоресурсов являются доменные, коксохимические и прокатные производства.

Основные производственные процессы металлургического предприятия непрерывно связаны с существенным использованием топливно- энергетических ресурсов – моторное топливо (бензин, керосин, дизельное топливо), электрическая и тепловая энергия, котельно-печное топливо (мазут, газ сжиженный, коксовый газ, доменный газ).

Для производства продукции используются как первичные, так и вторичные энергоресурсы.

Основными первичными энергоресурсами, являются:

котельно–печное топливо (уголь каменный, сжиженный газ, природный газ) – используется в технологических процессах предприятия, а также для производства тепловой и электрической энергии;

моторное топливо (дизтопливо и бензин) – используется в технологических процессах предприятия, а также для перевозки людей и грузов;

тепловая энергия (горячая вода и пар) – применяется как в технологических процессах, а также используется для отопления административных и производственных зданий, строений и сооружений;

электрическая энергия;

керосин ТС – 1 (топливо реактивное типа бензина);

мазут

вода (техническая, хозяйственно – питьевая);

сжатый воздух;

продукты разделения воздуха (кислород и азот).

Основную долю энергоресурсов металлургической отрасли занимают уголь, мазут и электроэнергия.

К вторичным энергоресурсам, получаемым в результате технологических процессов, относятся:

коксовый газ;

доменный газ;

Конвертерный газ в настоящее время не используется и сжигается в факелах.

Коксовый газ образуется в результате коксования углей Карагандинского угольного бассейна. Коксохимическое производство состоит шести коксовых батарей производственной мощностью 3,5 млн. тонн кокса в год. Помимо основной продукции кокса и сопутствующего косового газа так же образуется смола, данные продукты поступают в цеха химулавливания, ректификации и в смолоперегонный цех.

Доменный газ, как продукт неполного сгорания углерода, образуется в результате выплавки чугуна в доменных печах.

Ниже представлены диаграммы распределения основных ТЭР по технологическим процессам металлургического предприятия.

Рисунок 1.2. Потребление электроэнергии по технологиям производства

Из диаграммы на рисунке 1.2 видно, что основная доля потребления электроэнергии, 34 %, приходится на производство офлюсованного доменного агломерата, так же значительная часть, 21 %, на производство горячекатаного проката.

Прокатное производство является электроемким. Электроэнергия расходуется главным образом на силовые процессы и транспортно-подъемные механизмы. Общий расход электроэнергии на эти процессы оценивается в 100–120 кВт*ч на тонну. Число часов использования максимума нагрузки колеблется в пределах 5000–6000. Большой диапазон затрат электроэнергии объясняется спецификой сортамента заготовок и готового проката по размерам, маркам стали и назначению, которые определяют энергозатраты как в основном технологическом потоке производства, так и при отделочных операциях (меньшая требуемая вытяжка металла обуславливает более низкие затраты электроэнергии для прокатки на обжимных станах по сравнению с сортовыми и листовыми, на крупносортных – по сравнению с мелкосортными и проволочными, на толстолистовых – по сравнению с широкополосными станами).

Реализация высокого потенциала энергосбережения в промышленности и топливно-энергетическом секторе связана, в первую очередь, с модернизацией технологических процессов производства продукции и энергетических ресурсов.

Вопросы использования энергии при оценке НДТ в черной металлургии в целом и при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов в частности имеют существенное значение. Значительная энергоемкость отрасли заставляет руководителей предприятий инвестировать в разработку энергосберегающих программ и мероприятий по повышению энергоэффективности. С этой целью на предприятиях металлургической промышленности применяются решения в области энергоменеджмента.

Снабжение структурных подразделений предприятия энергетическими ресурсами может осуществляться как от сторонних источников, так и вырабатываться (производиться) самостоятельно структурными подразделениями предприятия.

Среди них – сокращение расходов на тепло- и энергоснабжение за счет использования автономных генерирующих мощностей. Значительный потенциал энергосбережения на металлургических предприятиях заключается в снижении потерь, которые вызваны эксплуатацией основного оборудования, за счет замены устаревшего оборудования на более эффективное, а также внедрения энергосберегающих технологий. К энергосберегающим мероприятиям относится модернизация, ремонт существующего энергетического, технологического и вспомогательного оборудования и его замена на более современное и энергоэффективное.

К таким мероприятиям, можно, например, отнести модернизация систем наружного и внутреннего освещения с применением инновационных технологий, установка частотно-регулируемых приводов и т. д. Значительная роль в оптимизации энергопотребления принадлежит автоматизированным системам управления энергохозяйством предприятий, а также системам диспетчеризации и оперативного контроля расхода энергоресурсов.

Показателем энергетической эффективности крупных технологических установок и производств является удельный расход энергетических ресурсов на единицу выпускаемой продукции.

Используемое в металлургическом производстве электрическое оборудование делится на следующие группы:

устройства для передачи и распределения электроэнергии: линии электропередачи, трансформаторы, кабели;

электрическое оборудование: освещение и различные механизмы, приспособления и ручные инструменты;

оборудование для управления, контроля, связи и автоматизации.

Рисунок 1.3. Потребление сжиженного газа.

Из диаграммы на рисунке 1.3 видно, что основная доля потребления сжиженного газа приходится на производство оцинкованного проката с полимерным покрытием и производство стали в конверторах, 38 % и 36 % соответственно. Также газ используется при производстве оцинкованного проката со свинцом и без него. Основным оборудованием, потребляющим газ, являются различные печи и горелочные устройства.

На предприятиях металлургической отрасли для производственных процессов используется большой объем воды. Большая часть требуемой воды используется повторно, так называемое оборотное водоснабжение (циркуляция). Использование циркуляции воды обуславливается определенным технологическим процессом, в том числе применяемыми в нем химическими реагентами, вследствие чего происходит повышение концентрации содержащихся в воде веществ. В результате этого концентрации веществ могут достигать слишком высоких концентраций для использования в технологических процессах. Для поддержания нужной концентрации химических веществ в оборотной воде осуществляется подпитка за счет свежей воды. Свежая вода забирается обычно из ближайшего водного источника (озера, река).

Для обеспечения хозяйственно-бытовых нужд на металлургических предприятиях используется вода, приобретаемая обычно отдельно по договору у внешнего поставщика. Также в качестве воды для хозяйственно-бытовых нужд применяют воду очищенную и подготовленную на предприятии собственными очищающими устройствами. Такая вода используется и в некоторых производственных процессах (например, промывка фильтровальных тканей, охлаждение компрессоров).

Основными направлениями снижения водопотребления предприятиями черной металлургии являются: внедрение сухих способов очистки технологических газов от пыли, оксидов серы и азота; совершенствование способов промывки металла после обезжиривания и травления; применение новых схем воздушного охлаждения крупных металлургических агрегатов (например, печей и прокатных станов); совершенствование систем оборотного водоснабжения; применение испарительного охлаждения, а также охлаждения горячей химически очищенной водой [10].

1.5. Основные экологические проблемы

Производство изделий дальнейшего передела черных металлов невозможно рассматривать в отрыве от всего металлургического производства, поскольку этот передел является неотъемлемой составной частью непрерывного металлургического цикла. Однако, если учитывать степень негативного воздействия на окружающую среду, то именно эта часть характеризуется наименьшими удельными значениями потребления ресурсов и эмиссий загрязняющих веществ.

Негативное воздействие металлургических предприятий на окружающую среду обуславливается рядом причин:

использование на старых металлургических заводах устаревших технологических процессов и технологического оборудования, при работе которого в атмосферу выделяется большее (по сравнению с современным производством) удельное количество загрязняющих веществ;

отсутствие системы очистки и обезвреживания на технологических агрегатах или неэффективная работа действующих пыле- и газоочистных установок;

отсутствие централизованной системы отвода и очистки газов, большое количество мелких источников загрязнения атмосферы с трубами малой высоты;

недостаточная очистка сточных вод.

Приоритетность внедрения интегрированных природоохранных технологий определяется высоким объемом и уровнем токсичности образующих эмиссий и осуществляется одновременно по следующим направлениям:

разработка и внедрение новых эффективных методов и установок очистки промышленных выбросов;

совершенствование существующих и разработка новых технологий, позволяющих сократить или исключить технологические стадии, на которых образуется основное количество отходов;

внедрение рациональных методов утилизации отходов.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на предприятиях передельной металлургии являются нагревательные печи, машины огневой зачистки и травильные агрегаты, а также станы горячей прокатки. По сравнению с другими переделами черной металлургии в цехах прокатного производства образуется меньше пыли и газов.

Все известные технологические процессы черной металлургии сопровождаются образованием больших количеств отходов в виде вредных газов и пыли, шлаков, шламов, сточных вод, содержащих различные химические компоненты, скрапа, окалины, боя огнеупоров, мусора и других выбросов, которые загрязняют атмосферу, воду и поверхность земли.

Передел черных металлов включает такие технологии производства, как горячая прокатка и холодная прокатка стали. Производится большое разнообразие заготовок и готовой продукции с различными производственными цепочками.

Станы горячей прокатки обычно включают следующие технологические этапы: механическая (зачистка, шлифование); нагрев до температуры прокатки; удаление окалины; прокатка (черновая обработка, включая уменьшение ширины, прокатку до конечного размера и свойств) и отделка (обрезка, продольная резка, резка). Они классифицируются по типу производимой продукции и по своим конструктивным особенностям: блюминги и слябинги, станы для горячей полосы, листопрокатные станы, прокатные станы, балочные и сортовые прокатные станы, и дробилки.

Основными экологическими проблемами горячей прокатки являются:

выбросы NOx и SOx в атмосферный воздух;

потребление энергии печами;

(летучие) выбросы пыли при обработке изделий, прокатке или механической обработке поверхности;

сбросы сточных вод, содержащие крупные частицы окалины, мелкие твердые частицы и эмульгированные масла;

маслосодержащие отходы и пр.

При холодной прокатке свойства горячекатаной полосы, например толщина, механические и технологические характеристики, изменяются за счет сжатия между валками без предварительного нагрева входящего материала. Сырьем для холодной прокатки служат рулоны после стана горячей прокатки.

Для низколегированной и легированной стали (углеродистой стали) используются следующие технологические операции: травление; прокатка для обжатия; отжиг или термообработка для восстановления кристаллической структуры; дрессировка отожженной полосы для придания желаемых механических свойств, формы и шероховатости поверхности, а также чистовая обработка.

Технологический процесс для высоколегированной стали (нержавеющей стали) включает дополнительные этапы по сравнению с технологическим процессом для углеродистой стали. Основные этапы: отжиг и травление в горячем состоянии; холодная прокатка; окончательный отжиг и травление (или светлый отжиг); дрессировочная прокатка и отделка.

Технология производства проката с цинковым, алюмоцинковым покрытием включает в себя следующие этапы:

очистка поверхностей с помощью химической и / или термической обработки;

термическая обработка;

погружение в ванну с расплавленным металлом;

отделка.

В процессе нанесения покрытия погружением стальной лист непрерывно пропускают через расплавленный металл (цинк, алюминий).

Технология производства оцинкованного проката с полимерным покрытием включает в себя операции по подготовке полос, нанесение краски (нанесение грунтовочного слоя и слоя основной краски производится роликами в окрасочных камерах) и сушки покрытия в печи.

Процесс производства жести и оборудование цеха жести во многом аналогичны процессам производства автолистов и оцинкованных листов. Основное различие заключается в том, что после дрессировки рулоны холоднокатаной полосы поступают на агрегаты лужения (покрытия оловом). Характерным для современного производства жести является холодная прокатка ее в рулонах с применением непрерывных процессов травления, отжига, дрессировки, электролитического лужения.

Основными экологическими проблемами холодной прокатки являются:

выбросы в атмосферу паров, содержащих кислоту, моющие растворы, масляный туман, образующиеся в процессе травления прокатки и очистки полосы, а также при регенерации отработанных растворов кислот;

выбросы NOx от смешанного кислотного травления и дымовых газов от топки печи;

выбросы пыли, например, от удаления окалины;

отработанная кислота и сточные воды;

маслосодержащие отходы и пр.

1.5.1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Около 90 % всей выплавляемой стали поступает на прокатку. Прокатка — это деформация металла, сдавливание его вращающимися валками. По сравнению с другими переделами черной металлургии в прокатном производстве образуется меньше пыли и газов.

Основная доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на организованные источники выбросов с уходящими газами через дымовые трубы - порядка 93 %–99 % от общего количества выбросов.

В выбросах прокатных цехов основную часть составляют выбросы от нагревательных печей - оксиды азота и углерода, диоксид серы;

от собственно прокатного оборудования и участков обработки - твердые вещества, содержащие оксиды железа, пыль неорганическую.

Основные источники выбросов при холоднокатаном прокате - дымовые трубы колпаковых печей, травильных агрегатов и реакторов блоков химустановок. Выделяются оксид железа, оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода и хлористый водород (соляная кислота).

Топливом для нагрева нагревательных печей, печей сушек, служит смесь коксодоменного газа, пропан-бутан, мазут.

При производстве белой жести используются растворы - едкого натра, тринатрийфосфата, серной кислоты, сульфаминовой кислоты, бихромата натрия.

Основные источники выбросов при производстве черной и белой жести - дымовые трубы нагревательных печей и агрегата непрерывного отжига, ванны пассивации. Выделяются оксид железа, кальций оксид, оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, пары серной кислоты и оксид хрома.

На линии нанесения полимерных покрытий (ЛНПП) производится нанесение на холоднокатаный и горячекатаный прокат защитно-декоративного полимерного покрытия.

Состав оборудования ЛНПП обеспечивает нанесение на стальную полосу и сушку полимерных материалов (пигментированных лакокрасочных эмалей и пластизолей).

Неорганизованные выбросы составляют незначительное количество в общей массе выбросов, однако ввиду сложности учета и контроля до сих пор остаются одной из проблем, требующих решения.

В прокатных цехах имеются маслоподвалы и маслосклады, которые являются источниками выбросов минерального масла.

Выбросы основных загрязняющих веществ по технологии производства являются постоянными, осуществляемыми непрерывно в течение года, выбросы прочих загрязняющих веществ носят периодический характер.

Для защиты воздушной среды от технологических и аспирационных выбросов применяются следующие меры:

герметизация и уплотнение стыков и соединений на технологическом оборудовании и трубопроводах;

очистка технологических газов и аспирационного воздуха в современных высокоэффективных пылегазоулавливающих аппаратах;

аспирация мест пылеобразования;

непрерывность процесса производства;

сигнализация и блокировка процессов производства, предотвращающих аварийные ситуации.

На рисунке 1.4 представлены данные по выбросам загрязняющих веществ за период 2015–2019 гг. и удельные показатели по маркерным веществам для прокатного производства предприятия А (согласно данным, представленных в КТА).

Рис.1.4. Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015–2019 гг.

(общие по прокатному производству).

Ниже представлены выбросы загрязняющих веществ с разбивкой по производственным процессам, ингредиентам, а также данных производственных мощностей за период с 2015 по 2019 года.

Рис.1.5. Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015–2019 гг.

(от производства горячекатаного плоского проката).

Рис.1.6. Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015-2019 гг.

(от производства холоднокатаного плоского проката).

Рис.1.7. Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015-2019 гг.

(от производства сортового плоского проката).

Рис.1.8. Выбросы и удельные показатели ЗВ за 2015-2019 гг.

(при нанесении покрытий на трубы (эпоксидное, полиэтиленовое, полипропиленовое, цинковое))

Рис.1.9. Выбросы ЗВ Предприятия B за 2020-2021 гг.

(при производстве горячекатаного проката/шаропроката)

Рис.1.10. Выбросы ЗВ Предприятия С за 2020-2021 гг.

(при производстве горячекатаного проката)

1.5.2. Сбросы загрязняющих веществ

Предприятия передельной металлургии являются крупнейшими потребителями воды. Суточный оборот воды на отдельных предприятиях достигает 3 млн. м³и более. Вода расходуется на обработку и отделку металла, охлаждение оборудования, на очистку отходящих газов, гидравлическую транспортировку и прочие нужды. Часть потребляемой воды безвозвратно теряется. Потери связаны с испарением и каплеуносом в системах оборотного водоснабжения, с приготовлением химически очищенной воды, с потерями в технологических процессах.

Предприятия черной металлургии, включая передельные, характеризуются высоким уровнем оборотного водоснабжения, что позволяет в значительной степени снизить загрязнение водного бассейна промышленными стоками.

Объем водопотребления и массы сбрасываемых загрязняющих веществ могут быть существенно сокращены путем внедрения бессточных технологий. В замкнутых бессточных и малоотходных системах водного хозяйства металлургических предприятий применяется обессоливание продувочных вод на заводских деминерализационных установках с возвратом полученной чистой воды в производственный процесс. С целью снижения капитальных затрат на сооружение выпарных установок можно рекомендовать использовать дебалансовые и продувочные воды в качестве исходной воды для промышленных котельных и котлов-утилизаторов. Пройдя обычную водоподготовку с применением механических, сорбционных и натрий-катионитовых фильтров, слабозагрязненные дебалансовые воды могут быть доведены по качеству до стандартов питательной воды для котлов среднего давления. Использование данного приема позволяет с минимальными затратами увеличить степень использования воды в обороте и значительно сократить сброс сточных вод.

В отрасли есть примеры организации бессточного трубного производства, когда промышленные сточные воды всего предприятия собираются и централизованно направляются на собственные или сторонние специализированные очистные сооружения, и техническая вода после очистки снова возвращается в производство. Объем потребления "свежей" воды из водных источников для таких предприятий является незначительным до 10 %.

Одним из наиболее часто встречающихся направлений является внедрение современных методов очистки промышленных сточных вод, что позволяет уменьшить степень загрязнения водоемов-приемников сбросов металлургических предприятий. Для интенсификации механической очистки сточных вод используют сооружения, характеризующиеся повышенной пропускной способностью и высокой эффективностью: безнапорные гидроциклоны; радиальные отстойники с камерой флокуляции; фильтры с плавающей пенополистирольной загрузкой; сетчатые самопромывающиеся фильтры; магнитно-дисковые аппараты и т. д. Эти сооружения требуют небольших площадей и меньших капитальных и эксплуатационных затрат.

Вода, используемая в технологиях, должна иметь определенные качественные характеристики и количественный состав примесей, что требует наличия на предприятиях эффективных систем водоочистки.

Сточные воды после охлаждения оборудования являются условно чистыми, а после промывки металла в травильных отделениях – химически загрязненными и подлежат очистке, чаще всего путем нейтрализации известковым молоком.

Все сточные воды загрязнены взвешенными частицами, образующимися при очистке от пыли, золы и других твердых материалов. Прокатное производство, кроме того, является источником загрязнения маслами, эмульсиями и травильными растворами.

Из замкнутой системы водоснабжения очищенная вода не сбрасывается, охлаждается в градирнях или теплообменниках до требуемой температуры и используется повторно в процессе прокатки. При наличии градирен потребление воды ограничивается компенсацией потерь на испарение и на продувку (около 3 %–5 %). При наличии теплообменников требуются большие объемы циркулирующей воды.

Виды и концентрация загрязняющих веществ в сточных водах металлургических производств зависят от состава перерабатываемого сырья, применяемых технологических реагентов и качества очистки (обезвреживания) сточных вод.

На предприятиях организуют раздельные "грязные" оборотные циклы водоснабжения (например, нагревательных печей, рабочих клетей, моталок) и "чистые" оборотные циклы (например, охлаждающей воды).

Наличие замкнутых контуров и многоступенчатого водоснабжения предотвращает загрязнение сточных вод и является широко применяемым приемом в черной металлургии. В связи с большим объемом потребления воды станы горячей прокатки обладают высоким потенциалом снижения потребления воды и сброса сточных вод.

Способы очистки промышленных стоков: механический способ, реагентная химическая очистка, безреагентные способы - электрохимический, электроионитовый, применение ионобменных смол, озонирование.

На предприятии А сточные воды подразделяются на нормативно-чистые, допустимые к сбросу без очистки, и сточные воды, требующие очистки.

К нормативно-чистым относят следующие категории вод:

сточные воды, образующиеся в результате использования для охлаждения оборудования воды, как свежей технической, так и повторно-используемой из пруда-охладителя и после насосных станций;

промливневые нормативно-чистые стоки, в основном, имеют только тепловое загрязнение, при этом сброс данных вод производится по отводящим канавам через секцию нефтеулавливания;

ливневые стоки с территории города сбрасываются в акваторию отделяемого пруда-охладителя. Для предотвращения загрязнения пруда-охладителя песком, ливневые стоки перехватываются и направляются для предварительного отстаивания.

Приемником этих сточных вод является пруд-охладитель. Вода из пруда-охладителя повторно используется на технологические нужды предприятия, избыток воды из пруда-охладителя поступает в водный объект.

Загрязненные сточные воды и ливневые стоки направляются в цех очистных сооружений. Кроме того, в ЦОС поступают хозяйственно-бытовые сточные воды всех цехов предприятия, хозбытовые сточные воды города и загрязненные сточные воды городских промышленных предприятий. После прохождения очистки, очищенные сточные воды сбрасываются в водный объект. Объемы водопотребления и водоотведения за период с 2015 по 2019 год по предприятию А представлены на рисунке 1.11.

Рис.1.11. Объемы водопотребления и водоотведения за период с 2015 по 2019 года по предприятию А

1.5.3. Образование и управление отходами производства

В прокатных цехах образуются твердые и жидкие отходы: окалина, хромсодержащие шламы, окись железа, отработанные кислоты (регенерат), отработанные масла, маслошламы, отходы цветных металлов (гартцинк), шлам и шлак олова, катионно-обменные смолы, отработанные трансформаторы, заполненные совтолом, упаковочная тара из под химреактивов, лом черных и цветных металлов, древесные отходы, огарки сварочных электродов, отработанные масла, ТБО, промасленная ветошь, древесные опилки, стружки, загрязненные нефтепродуктами, строительные отходы, недопал извести, отходы резины, лом абразивных изделий, пыль абразивно-металлическая, отработанные ртутьсодержащие лампы, маслошлам, тара из-под химреактивов, тара из-под масла, аспирационная пыль, отработанная спецодежда и спецобувь.

Основное правило, которым руководствуются на металлургическом предприятии, заключается в сокращении объема промышленных отходов и в поиске способа их вторичного использования.

Большинство отходов, образующихся на прокатных и трубных производствах, повторно используются в металлургическом производстве. По существующей практике многие отходы переводятся в разряд побочной продукции.

Часть производственных отходов после сортировки на предприятиях направляются на рециклинг или полигон хранения или передаются сторонним организациям. Объем вывозимых на полигоны отходов должен быть минимальным.

Например, пыль от газоочисток и аспирационных систем образуется в результате сухой очистки газов и аспирационного воздуха, отходящих от плавильных печей, технологических линий и др. от твердых частиц посредством циклонов, рукавных фильтров и другого пылеулавливающего оборудования. Пыль газоочисток и аспирационных систем частично возвращается в производство.

На рисунке 1.12 представлены данные по образованию и переработке отходов на предприятии А за 2015–2019 гг.

Рис.1.12. Данные по образованию и переработке отходов на предприятии А.

На рисунке 1.13 представлены данные по образованию и переработке отходов (согласно данным, представленных в отчетах КТА) на предприятии С за 2020-2021гг.

Рис.1.13. Данные по образованию и переработке отходов на предприятии С.

Система управления отходами на предприятии состоит из следующих этапов: образование; сбор, накопление, хранение; учет, идентификация; паспортизация; транспортирование; ответственность.

Образование отходов производства определяется технологическими процессами основного и вспомогательного производства, планово-предупредительными ремонтами оборудования и техники.

Загрязненные рукава, фильтрующие элементы, упаковочная тара "биг-бэг" образуются в результате эксплуатации, технического обслуживания и ремонта рукавных фильтров очистки отходящих газов, замены фильтрующих элементов в фильтрах различных марок, растарки хромшпинельного порошка и аспирационной пыли из мешков "биг-бэг" и прочие. Отходы передаются специализированному предприятию.

Сбор отходов осуществляется в металлических контейнерах и коробах.

В периоды накопления отходов для переработки, а также сдачи на полигон или специализированным предприятиям предусматривается их временное накопление (хранение в срок не более 6 месяцев) на территории предприятия в специальных местах, оборудованных в соответствии с действующими нормами и правилами.

1.5.4. Факторы физического воздействия

Шум и вибрация являются общераспространенными проблемами, связанными с металлургической отраслью, а их источники встречаются практически во всех стадиях технологического процесса. Производственный шум, излучаемый установкой в окружающую среду, является фактором негативного воздействия, имеющим медицинские, социальные и экономические аспекты.

Шум – это совокупность звуков разной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени, возникающих в производственных условиях и вызывающих у работников неприятные ощущения и объективные изменения органов и систем.

Оценивают шум в диапазоне частот от 45 до 11000 Гц. При акустических измерениях определяют уровни звукового давления в пределах частотных полос, равных октаве (полоса частот, у которой отношение верхней граничной частоты к нижней равно 2), полуоктаве или 1/3 октавы.

Для характеристики интенсивности шума принята измерительная система, учитывающая приближенную логарифмическую зависимость между раздражением и слуховым восприятием шкала бел (или децибел – дБ). По этой шкале каждая последующая ступень интенсивности звука больше предыдущей в 10 раз.

Многие технологические операции прокатного производства сопровождаются образованием шумов низкой и высокой частоты. Громкими шумами, уровень которых значительно превышает допустимые санитарные нормы, сопровождается транспортировка металла по рольгангу, прокатка его на стане, резка на пилах, вырубка пороков.

Отдельные ручные операции в прокатных цехах сопряжены с вредным воздействием вибрации на организм человека. Особо опасны в этом отношении ручная вырубка пороков на поверхности металла пневматическими зубилами, наждачная зачистка поверхности, ручное клеймение металла с помощью пневмоинструмента.

Наиболее значительные источники шума в процессе прокатки связаны с обращением с продуктом. Другие источники, такие как удаление окалины под высоким давлением, вытяжные вентиляторы с подогревом печи и горячее / холодное пиление, также могут иметь большое значение. Основные проблемы при обращении с продуктом связаны, например, с ударным шумом от труб большого диаметра и перемещением толстых листов. Охлаждающие блоки секционных станов также могут быть источником высокого уровня шума при перемещении продуктов во время охлаждения. Удаление окалины под высоким давлением (в некоторых случаях более 250 бар) является еще одним источником прерывистого шума. Тяговые вентиляторы печи повторного нагрева работают непрерывно, но могут иметь регулируемую скорость и, следовательно, будут вызывать шум различной частоты и уровня шума. Сортовые прокаты, такие как профили или рельсы, разрезаются на нужную длину на линии или в автономном режиме с помощью пилы для горячей или холодной резки. Высокочастотный шум создается режущим действием / трением. Это может быть, как прерывистое, так и высокочастотное. Абсолютные уровни шума (в децибелах) зависят от оборудования / завода, но могут превышать 85 дБА.

Шум и вибрация могут быть измерены несколькими способами, но, как правило, они являются специфическими для каждого технологического процесса, при этом необходимо учитывать частоту звука и местоположение населенных пунктов от производственной площадки.

Длительное воздействие шума и вибраций на человека может повредить его слуховой аппарат, угнетает центральную нервную систему, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям. Поэтому металлургические заводы должны принимать меры и осуществлять мероприятия по снижению уровня воздействия шума на рабочих местах (производственный шум) до минимума, а также шум на границах завода и карьера (шум окружающей среды), который может повлиять на соседние виды деятельности (жилые районы, общественные здания, другие промышленные и коммерческие поселения, так далее) шума до минимальной величины.

Надлежащее техническое обслуживание способствует предотвращению разбалансировки оборудования, например: вентиляторов и насосов. Соединения между оборудованием могут быть сконструированы специальным образом для предотвращения или минимизации передачи шума. К общим методам снижения шума можно отнести: использование насыпей для экранирования источника шума, использование корпусов из звукопоглощающих конструкций для установок или компонентов, издающих шум, использование антивибрационных опор и соединителей для оборудования, тщательная настройка установок, издающих шум, изменение частоты звука.

2. Методология определения наилучших доступных техник

Процедура определения наилучших доступных техник для области применения настоящего справочника по НДТ организована НАО "Международный центр зеленых технологий и инвестиционных проектов" в лице Бюро НДТ (далее – Центр) и технической рабочей группой по вопросам разработки справочника по НДТ "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов" в соответствии с положениями Правил.

В рамках данной процедуры, учтена международная практика и подходы к определению НДТ, в том числе основанные на руководстве по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ.

2.1. Детерминация, принципы подбора НДТ

Определение наилучших доступных техник основываются на принципах и критериях в соответствии с требованиями Экологического кодекса, а также на соблюдении последовательности действий технической рабочей группы по вопросам разработки справочника по НДТ "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов"

1) определение ключевых экологических проблем для отрасли с учетом маркерных загрязняющих веществ эмиссий;

Для каждого технологического процесса при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов определен перечень маркерных веществ (более детальная информация приведена в разделе 6 настоящего Справочника по НДТ).

Метод определения перечня маркерных веществ основывался преимущественно на изучении проектной, технологической документации и сведений, полученных в ходе проведенных КТА предприятий в области применения настоящего справочника по НДТ.

Из перечня загрязняющих веществ, присутствующих в эмиссиях основных источников загрязнения, для каждого технологического процесса в отдельности был определен перечень маркерных веществ при условии их соответствия следующим характеристикам:

вещество характерно для рассматриваемого технологического процесса (вещества, обоснованные в проектной и технологической документации);

вещество оказывает значительное воздействие на окружающую среду и (или) здоровье населения, в том числе, обладающее высокой токсичностью, доказанными канцерогенными, мутагенными, тератогенными свойствами, кумулятивным эффектом, а также вещества, относящиеся к стойким органическим загрязняющим веществам.

2) определение и описание техник-кандидатов, направленных на комплексное решение экологических проблем отрасли;

При формировании перечня техник-кандидатов рассматривались технологии, способы, методы, процессы, практики, подходы и решения, которые направлены на комплексное решение экологических проблем области применения настоящего справочника по НДТ, из числа имеющихся в Республике Казахстан (выявленных в результате КТА) и в международных документах в области НДТ, в результате чего был определен перечень из техник-кандидатов, представленный в разделе 5.

Для каждой техники-кандидата приведено технологическое описание и соображения касательно технической применимости техник-кандидатов; экологические показатели и потенциальные выгоды от внедрения техники-кандидата; экономические показатели, потенциальные кросс-медиа (межсредовые) эффекты и необходимые условия.

3) анализ и сравнение техник-кандидатов в соответствии с показателями технической применимости, экологической результативности и экономической эффективности;

В отношении рассматриваемых в качестве НДТ техник-кандидатов была проведена оценка в следующей последовательности:

1. оценка техники-кандидата по параметрам технологической применимости.

2. оценка техники-кандидата по параметрам экологической результативности.

Был проведен анализ экологического эффекта от внедрения техник-кандидатов, выраженный в количественном значении (единица измерения или % сокращения/увеличения), в отношении следующих показателей:

атмосферный воздух: предотвращение и (или) сокращение выбросов;

водопотребление: сокращение общего водопотребления;

сточные воды: предотвращение и (или) сокращение сбросов;

почва, недра, подземные воды: предотвращение и (или) сокращение влияния на компоненты природной среды;

отходы: предотвращение и (или) сокращение образования/накопления производственных отходов и/или их вторичное использование, восстановление отходов и энергетическая утилизация отходов;

потребление сырья: сокращение уровня потребления, замещение альтернативными материалами и (или) отходами производства и потребления;

энергопотребление: сокращение уровня потребления энергетических и топливных ресурсов; использование альтернативных источников энергии; возможность регенерации и рециклинга веществ и рекуперации тепла; сокращение потребления электро- и теплоэнергии на собственные нужды;

шум, вибрация, электромагнитные и тепловые воздействия: снижение уровня физического воздействия;

Также учитывалось отсутствие или наличие кросс-медиа эффектов.

Соответствие или несоответствие техники-кандидата каждому из вышеперечисленных показателей основывалось на сведениях, полученных в результате КТА.

Следует отметить, что техники-кандидаты из перечня НДТ, представленные в утвержденных аналогичных справочниках по НДТ, официально применяемых в государствах, являющихся членами ОЭСР, на предмет экологической результативности не оценивались.

3. определение технологических показателей, связанных с применением НДТ.

Определение уровней эмиссий и иных технологических показателей, связанных с применением НДТ, в большинстве случаев применено в отношении техник, обеспечивающих снижение негативного антропогенного воздействия и контроль загрязнения на конечной стадии производственного процесса.

2.2. Критерии отнесения техник к НДТ

В соответствии с п. 3 ст. 113 Экологического кодекса критериями определения наилучших доступных техник являются:

использование малоотходной технологии;

использование менее опасных веществ;

способствование восстановлению и рециклингу веществ, образующихся и используемых в технологическом процессе, а также отходов, насколько это применимо;

сопоставимость процессов, устройств и операционных методов, успешно испытанных на промышленном уровне;

технологические прорывы и изменения в научных знаниях;

природа, влияние и объемы соответствующих эмиссий в окружающую среду;

даты ввода в эксплуатацию для новых и действующих объектов;

продолжительность сроков, необходимых для внедрения наилучшей доступной техники;

уровень потребления и свойства сырья и ресурсов (включая воду), используемых в процессах, и энергоэффективность;

необходимость предотвращения или сокращения до минимума общего уровня негативного воздействия эмиссий на окружающую среду и рисков для окружающей среды;

необходимость предотвращения аварий и сведения до минимума негативных последствий для окружающей среды;

информация, опубликованная международными организациями;

промышленное внедрение на двух и более объектах в Республике Казахстан или за ее пределами.

2.3. Экономические аспекты применения НДТ

2.3.1. Подходы к экономической оценке НДТ

Наилучшие доступные техники, как правило, широко известны во всем мире, а экономическая оценка является дополнительным критерием для принятия решения о возможности или отказе от внедрения НДТ. НДТ также считается приемлемой, если есть однозначные свидетельства/примеры результатов ее успешной промышленной эксплуатации. Так, странами ЕС при определении НДТ учитываются только технологии, уже вышедшие на промышленную эксплуатацию, и природоохранная эффективность которых подтверждена практически.

Следует понимать, что НДТ не всегда приносят экономический эффект и их применимость определяется инвестиционной обоснованностью использования тех или иных технологических процессов, установок/агрегатов/оборудования, стоимости реагентов и компонентов, соотношения затрат и выгод, стоимости капитала, сроков реализации внедрения НДТ и многих других факторов. Общая экономическая эффективность НДТ определяется финансово-экономическими условиями конкретного предприятия и планово-экономические финансовые службы предприятия проводят самостоятельное технико-экономическое обоснование осуществимости НДТ.

В соответствии с общепринятыми в мировой практике подходами, экономическая оценка эффективности внедрения НДТ может осуществляться различными способами:

по инвестиционной обоснованности затрат;

по анализу затрат и выгод;

по отношению затрат к ряду ключевых показателей предприятия: оборот, операционная прибыль, добавленная стоимость и др. (при доступности соответствующих финансовых данных);

по затратам к достигаемому экологическому результату и др.

Каждый из способов экономической оценки отражает результат реализации мероприятий по охране окружающей среды на различные аспекты финансово-экономической деятельности предприятия и может служить источником принятия решения по НДТ. Оператор объекта применяет к экономической оценке НДТ наиболее приемлемый для него, с учетом отраслевой и производственной специфики, способ оценки или их сочетание.

По результатам общей экономической оценки НДТ могут быть ранжированы, как:

экономически эффективные, когда техника сокращает расходы, дает экономию денежных средств и/или незначительно влияет на себестоимость продукции;

экономически эффективные при определенных условиях, когда техника приводит к увеличению затрат, но дополнительные расходы считаются приемлемыми для экономических условий предприятия и находятся в разумной пропорции к полученным экологическим выгодам;

экономически неэффективные, когда техника приводит к увеличению затрат, а дополнительные расходы не считаются приемлемыми для экономических условий предприятия или несоразмерны полученным экологическим выгодам.

При выборе между несколькими альтернативными НДТ проводится сравнение соответствующих показателей экономической эффективности для определения наименее затратных.

В целом, переход на принципы НДТ должен быть экономически выгоден предприятию и не должен снижать его экономическую эффективность и ухудшать финансовое состояние в долгосрочной перспективе.

При экономической оценке НДТ должны быть также приняты во внимание вопросы возможности реализации проектов НДТ в целом по отрасли с учетом сохранения текущего уровня эффективности и рентабельности производства в долго-, средне- и краткосрочной перспективе.

НДТ может быть признана экономически приемлемой на отраслевом уровне, если возможность ее реализации, с учетом общих финансовых затрат и экологических выгод, подтверждается в масштабе, достаточном для широкого внедрения в данной отрасли.

Для НДТ, требующих существенных инвестиционных капитальных вложений, должен быть определен разумный баланс между запросом гражданского общества на реализацию природоохранных мероприятий в целях снижения негативного воздействия на окружающую среду и инвестиционными возможностями оператора объекта. При этом ответственность за доказательство условий, по которым к процессу внедрения НДТ должен быть применен особый режим, несет оператор объекта.

2.3.2. Способы экономической оценки НДТ

С точки зрения прибыльности и экономичности инвестиции в НДТ оцениваются, как:

прибыльные – в случае получения дополнительных доходов от их реализации или экономии средств;

неприбыльные в доходной части, но допустимые с точки зрения текущего или будущего финансового состояния компании;

неприбыльные и недопустимые по своим финансовым затратам;

достигающие разумной экологической пользы по сравнению с затратами;

имеющие необоснованно высокие затраты по сравнению с достигнутым экологическим эффектом.

2.3.3. Соотношение затрат и ключевых показателей предприятия

Для определения целесообразности инвестиций в мероприятия по охране окружающей среды может быть проанализировано соотношение расходов на НДТ и ряда ключевых экономических результатов деятельности предприятия: валовый доход, оборот, операционная прибыль, себестоимость и др. (при доступности данных).

При данном анализе возможно применение шкалы справочных значений, полученных по данным анкетирования предприятий Европейского Союза, ранжирующих такие соотношения на три категории.

приемлемые затраты – если инвестиции относительно малы по сравнению с ключевыми показателями и можно считать их приемлемыми без дальнейшего обсуждения;

обсуждаемые – средние затраты, когда затруднительно или невозможно дать четкую оценку целесообразности инвестиций;

неприемлемые затраты – если инвестиции чрезмерны по отношению к ключевым результатам деятельности предприятия.

Шкала значений определена Центром по НДТ Фламандского института технологических исследований в ходе разработки модели, по экономической оценке, НДТ. Данные для модели получены из специальной литературы, дополнены сведениями по конкретным компаниям и поставщикам. При этом было проведено усреднение годовых отчетов по репрезентативной выборке компаний и бухгалтерский баланс такой "усредненной" компании использован для расчета необходимых экономических показателей и финансовых коэффициентов. Модель успешно использована в более, чем 10 отраслевых исследованиях НДТ, особенно в отраслях с однородной структурой и со значительным количеством компаний, где возможно определение "средней" компании, включая крупные/глобальные предприятия горно-металлургической и химической промышленности с длительным инвестиционным циклом.

Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды.

Таблица 2.1. Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды

№ п/п	Соотношение затрат к ключевым показателям	Приемлемые	Обсуждаемые	Неприемлемые
1	2	3	4	5
1	Годовые затраты/оборот	< 0,5%	0,5 – 5%	> 5%
2	Годовые затраты/ операционная прибыль	< 10%	10 – 100%	> 100%
3	Годовые затраты/ добавленная стоимость	< 2%	2 – 50%	> 50%
4	Годовые затраты/ общие инвестиционные расходы на НДТ	< 10%	10 – 100%	> 100%
5	Годовые затраты/ годовой доход	< 10%	10 – 100%	> 100%

Шкала справочных значений позволяет быстро исключить технологии с явно высокими затратами или определить техники, затраты на внедрение которых можно считать осуществимыми без какого-либо дополнительного анализа.

Вместе с тем, ввиду большого интервала значений внутри категории "обсуждаемые", значительная часть осуществляемых природоохранных инвестиций может попасть в этот диапазон, что делает их слишком неопределенными для однозначного вывода об обоснованности инвестиций.

В этом случае целесообразность вложений должна оцениваться с учетом дополнительных отраслевых аспектов, таких, как период реализации проекта по внедрению НДТ, общий уровень инвестиций в охрану окружающей среды, текущая рыночная и финансовая ситуация и др.

В целом, шкала справочных затрат может рассматриваться как оценочный ориентир, применимый в некоторых случаях оценки НДТ, и использоваться для построения предприятием собственной шкалы значений с учетом своего финансово-экономического состояния, которые могут применяться при рассмотрении вопросов внедрения НДТ.

Также, при наличии данных о годовом объеме производства и доходах от реализации товарной продукции могут быть определены такие важные показатели экономической эффективности, как затраты предприятия на внедрение НДТ по отношению к единице произведенной продукции, то есть объем денежных средств, которые предприятие расходует на внедрение НДТ при производстве единицы продукции, а также прирост себестоимости на единицу продукции.

2.3.4. Прирост себестоимости на единицу продукции

Существенным фактором для определения применимости НДТ являются дополнительные затраты, которые несет предприятие при ее внедрении в текущий производственный процесс. Это увеличивает себестоимость продукции и снижает потенциал НДТ с точки зрения ее экономической эффективности.

Себестоимость производства единицы продукции определяется как отношение общих годовых денежных затрат на производство продукции к годовому физическому объему производства. Процентное соотношение общих годовых затрат на внедрение НДТ и производственной себестоимости выражает прирост затрат на производство с учетом дополнительных расходов предприятия на природоохранные мероприятия.

Например, европейское исследование на автозаправочных станциях показывает, что технология улавливания паров привела к увеличению себестоимости бензина на 0,1–0,2 евроцента за литр. По сравнению с операционной маржой в 12,0 евроцентов за литр представляется, что увеличение себестоимости приемлемо с точки зрения эффективности.

2.3.5. Соотношение затрат и экологического результата

Для настоящего справочника основным способом экономической оценки НДТ определен анализ расходования денежных средств предприятия на внедрение НДТ и достигаемый экологический результат от ее внедрения в виде снижения/предотвращения эмиссии загрязняющих веществ и/или сокращения отходов. Соотношение данных величин определяет эффективность вложенных средств на единицу массы/объема сокращаемого загрязняющего вещества и/или отходов в годовом исчислении.

Эффективность затрат =	Общие годовые затраты
	Годовое сокращение эмиссии

Под годовыми затратами понимается сумма капитальных (инвестиционных) затрат (расходов) в годовом исчислении и операционных (эксплуатационных) расходов, распределенных по всему сроку службы рассматриваемой техники.

При расчете годовых затрат применяется формула:

где:
I₀ - общие инвестиционные расходы в год приобретения,

OС - годовые чистые операционные расходы,

r - ставка дисконтирования,

n - ожидаемый срок службы.

Годовые затраты отражают объем инвестиций на проект внедрения НДТ с учетом временнόй стоимости капитала и сроком службы соответствующего оборудования.

Для правильного определения годовых затрат на НДТ должна быть применена согласованная ставка дисконтирования с учетом срока службы средозащитного оборудования, а также обеспечена достаточная детализация инвестиционных капитальных вложений и распределение по элементам эксплуатационных затрат.

Результат соотношения годовых затрат к достигнутому экологическому результату выражает объем денежных средств оператора НДТ в годовом исчислении, который расходуется на уменьшение эмиссии загрязняющего вещества на одну единицу массы/объема.

Сравнение полученных показателей соотношения затрат к достигнутому экологическому результату по различным техникам-кандидатам позволяет сделать вывод насколько экономически эффективна, с точки зрения денежных затрат предприятия на НДТ, та или иная техника-кандидат и, соответственно, принять решение об ее использовании или отказа от данной НДТ.

Как правило, перед внедрением НДТ планово-экономические/финансовые службы предприятия проводят технико-экономическое обоснование ее осуществимости. При этом применение НДТ может быть связано с большими затратами и не всегда приносить экономический эффект.

В качестве ориентировочных может быть приведен приемлемый уровень эффективности затрат мероприятий по сокращению выбросов на практике голландских предприятий.

Таблица 2.2. Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества

№ п/п	Загрязняющее вещество	Затраты, евро/1 кг снижения выбросов загрязняющих веществ
1	2	3
2	ЛОС	5
3	Пыль	2,5
4	NO_X	5
5	SO₂	2,5

2.3.6. Платежи и штрафы за негативное воздействие на окружающую среду

При экономической оценке НДТ может оказаться полезным расчет платежей, подлежащих к выплате за негативное воздействие на окружающую среду в соответствии с налоговым законодательством Республики Казахстан и экологических штрафов, установленных Административным кодексом.

В настоящее время на государственном уровне приняты меры по стимулированию внедрения НДТ, в частности для предприятий, внедряющих НДТ, устанавливается нулевой коэффициент к ставкам платежей в бюджет, уплачиваемых за негативное воздействие на окружающую среду, и достигаемая экономия средств может стать решающим фактором для принятия решения о внедрении НДТ. Кроме того, с 2025г., в целях активной реализации мер по защите окружающей среды и применения НДТ, к действующим ставкам платы за негативное воздействие на окружающую среду предприятиями I группы будет применяться повышающий коэффициент 2 (двукратное увеличение платежей), с 2028г. – коэффициент 4 и с 2031г. – коэффициент 8.

Кроме ставок платежей, установленных налоговым законодательством на республиканском уровне, местные представительные органы (маслихаты) также имеют право повышать установленные ставки платы, но не более, чем в 2 раза.

Порядок и ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду на основании соответствующего экологического разрешения регулируются налоговым законодательством Республики Казахстан.

Осуществление эмиссий без экологического разрешения на действующий объект, оказывающий негативное воздействие на окружающую среду, влечет штраф в размере десяти тысяч процентов от соответствующей ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду в отношении превышенного количества загрязняющих веществ.

2.3.7. Расчет на установке

Процесс внедрения технологий по снижению содержания загрязняющих веществ, особенно на крупных промышленных предприятиях, часто является составной частью общего процесса модернизации или проведения комплексных мероприятий по повышению эффективности производства.

Для исключения влияния других инвестиционных и операционных расходов, которые оператор объекта несет в ходе своей обычной производственной деятельности или реализации других инвестиционных проектов, сведения о затратах на первичные и вторичные мероприятия по сокращению негативного воздействия на окружающую среду должны представлять только ту часть затрат, которую предприятие расходует на НДТ.

В таких условиях, для исключения влияния инвестиционных и операционных расходов, которые оператор объекта осуществляет в ходе реализации таких мероприятий, объективными данными, используемыми для определения НДТ, являются данные о расходах на природоохранное мероприятие на установке, то есть направленные исключительно на сокращение и/или предотвращение эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду на данном технологическом этапе или средозащитной установке.

В расчетах на установке в общую сумму затрат включается:

стоимость основной технологии/установки/оборудования и других необходимых компонентов, являющихся неотъемлемой частью НДТ;

стоимость дополнительных и вспомогательных пред/после очистных технологий/установок/оборудования и сооружений;

стоимость необходимых расходных материалов, сырья и реагентов, без которых применение НДТ невозможно технологически.

Расчет на установке исключает фактор неопределенности при классификации общих расходов оператора объекта по статьям затрат, а также позволяет сравнить затраты предприятия на альтернативные НДТ по сопоставимым показателям. Такой же принцип используется при расчете выгод НДТ.Конкретные примеры расчетов, по экономической оценке, НДТ для каждой отрасли просчитываются в рамках технико-экономического обоснования (ТЭО)

3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

Настоящий раздел справочника по НДТ содержит описание основных технологических процессов при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов, в числе которых производство: проката горячекатаного в листах и рулонах; проката холоднокатаного в листах и рулонах; белой жести электролитического лужения и черной жести; проката с цинковым и алюмоцинковым покрытием; проката окрашенного; труб горячепрессованных и прямошовных электросварных; арматурной стали; проката сортового.

Основной задачей технологического процесса производства проката является получение прокатной продукции заданных форм, размеров и качества в необходимом количестве с минимальными затратами и наибольшей производительностью. Эта задача может быть решена только при точном соблюдении и выполнении всего технологического процесса производства проката и требований нормативно-технической документации.

Технологический процесс производства того или иного вида готового проката включает в себя все необходимые последовательные операции обработки металла. Технологические операции в производстве проката весьма разнообразны. Однако, существуют такие, которые являются основными и характерны для всех видов прокатного производства.

К ним относятся: подготовка металла к прокатке, нагрев металла перед прокаткой, собственно прокатка, охлаждение проката, отделка готовой прокатной продукции. Каждая из этих операций является самостоятельной, но необходимой и взаимосвязанной с другими технологическими операциями производства проката. Совокупность технологических операций изготовления прокатной продукции, их необходимая последовательность представляют собой технологическую схему производства проката.

На металлургических предприятиях с полным металлургическим циклом технологической схемой производства проката является схема слиток – полупродукт (заготовка) – готовый прокат. В соответствии с этой схемой прокатное производство металлургического предприятия включает систему станов, обеспечивающих получение полупродукта в виде блюмов, слябов и заготовок из слитков и систему станов, выпускающих готовый прокат в виде сортового проката или горяче- и холоднокатаных листов и др., т. е. технологический процесс современного прокатного производства состоит из двух стадий: получение полупродукта (заготовки) и готовой продукции (готового проката).

В то же время технологическая схема производства того или иного вида готового проката предусматривает включение всех необходимых последовательных операций обработки, начиная с подготовки слитка или заготовки для нагрева и прокатки и кончая завершающей отделкой и определением качества готового проката.

Следует отметить, прокатные цехи, имеющие в своем составе обжимные (блюминги, блюминги – слябинги, слябинги) и заготовочные станы, являются связующим звеном между сталеплавильными цехами и станами, выпускающими готовый прокат.

Для металлургических предприятий с неполным металлургическим циклом технологической схемой производства проката является либо слиток – готовый прокат, либо полупродукт – готовый прокат. В этих схемах отсутствуют операции, связанные с производством полупродукта непосредственно на данном предприятии, а процесс производства осуществляется или из заготовки, получаемой со стороны, или из слитка небольшой массы, из которого готовый прокат получают за один нагрев.

Эти технологические схемы являются наиболее распространенными на металлургических предприятиях. Успешное развитие непрерывной разливки стали на металлургических предприятиях значительно изменило технологическую схему производства проката и преобразовало ее в схему непрерывнолитая заготовка – готовый прокат. Использование непрерывнолитой заготовки в прокатных цехах при производстве готового проката является эффективным процессом, позволяющим исключать целый ряд технологических операций и дорогостоящие обжимные и заготовочные станы из технологического процесса производства проката.

Дальнейшее развитие процессов непрерывной разливки и прокатки, выражающееся в их совмещении, значительно изменяет технологическую схему производства проката непрерывная разливка – готовый прокат и сокращает цикл металлургического производства, исключая такие технологические операции, как нагрев, транспортировку и складирование металла.

В последующих разделах более подробно описываются этапы производства изделий дальнейшего передела черных металлов.

3.1. Производство горячекатаного проката

Прокатка - вид обработки металлов давлением, при котором металл пластически деформируется между вращающимися валками. При этом силы трения между валками и заготовкой втягивают ее в межвалковый зазор, а нормальные силы, перпендикулярные к поверхности валков, производят деформирование заготовки. В процессе прокатки уменьшается толщина заготовки при одновременном увеличении ее длины и ширины.

Принципиальная схема производства горячекатаного проката: "литая заготовка – готовый прокат", т. е. литые заготовки, полученные на машинах непрерывного литья заготовки (МНЛЗ), минуя обжимной стан, прокатывают на сортовых или листовых станах в готовый прокат.

В настоящее время такой метод наиболее распространен, так как обладает экономическими преимуществами (меньше продолжительность технологического цикла, затраты на производство и расход металла).

Технологический процесс производства горячекатаной листовой и сортовой продукции может быть представлен единой обобщенной схемой, представленной на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1. Обобщенная технологическая схема производства горячекатаного проката

При производстве горячекатаного проката на предприятиях используются следующие сырьевые и энергетические ресурсы:

котельно-печное топливо (различные виды газа (доменный, коксовый, природный), мазут, кислород);

электрическая энергия;

вода.

В виду того, что на предприятиях в большей степени не налажен раздельный учет потребляемых энергетических ресурсов по технологическим переделам были рассмотрены укрупненные показатели потребления ТЭР и удельных расходов.

В таблице 3.1 представлены текущие объемы потребления энергетических ресурсов, применяемых при горячекатаном производстве (согласно данным КТА). В качестве удельных расходов потребления ресурсов определено потребление ресурсов на тонну проката.

Таблица 3.1. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов и воды при горячекатаном производстве

№ п/п	Наименование объекта	Потребляемый ресурс	Целевое назначение использования	Единица измерения	Удельное энергопотребление
1	2	3	4	5	6
1	А	Электрическая энергия	Горячекатаный прокат	тыс.кВт*ч/ед.прод	81,1
2	С	Электрическая энергия	Горячекатаный прокат	тыс.кВт*ч/тыс.т	75,361
3	D	Электрическая энергия	Горячекатаный прокат	тыс.кВт*ч/ед.прод	0,33
4	А	Котельно-печное топливо	Горячекатаный прокат	м³/ед.прод	118,9
5	С	Котельно-печное топливо	Горячекатаный прокат	т у.т./тыс.т	58,259
6	D	Котельно-печное топливо	Горячекатаный прокат	-	-
7	А	Вода	Горячекатаный прокат	м³/ед.прод	5,1
8	С	Вода	Горячекатаный прокат	тыс.м³/тыс.т	41,151
9	D	Вода	Горячекатаный прокат	тыс.м³/ед.прод	0,00025

Такое расхождение в удельных расходах на различных предприятиях связанно с особенностями рассматриваемых предприятий, а также с используемым оборудованием и техникой в производственном процессе.

3.1.1. Производство сортового проката

Изготовление сортового проката осуществляется методом горячей прокатки на прокатном стане, при этом используется углеродистая сталь обыкновенного качества или низколегированные марки стали.

В зависимости от геометрической формы поперечного сечения сортовой прокат подразделяют на простые сортовые, фасонные и периодические профили. К простым сортовым профилям проката общего назначения относится сталь круглая диаметром 5÷250 мм, сталь квадратная с размером стороны 5÷200 мм, сталь шестигранная с диаметром вписанного круга 8÷100 мм, сталь полосовая шириной 11÷200 мм, толщиной 4÷60 мм, сталь полосовая инструментальная шириной 10÷300 мм, толщиной 3÷40 мм. К простым сортовым профилям относят также штрипсы сортовые шириной 63÷415 мм, толщиной 2,5÷8 мм, а также катанку (катаную проволоку) диаметром 5÷10 мм.

К фасонным профилям общего назначения относят все профили угловой равнополочной и неравнополочной стали, балки двутавровые и швеллеры. Кроме того, на сортовых станах прокатывают фасонные профили отраслевого и специального назначения и периодические профили продольной и поперечно-винтовой прокатки.

Кроме того, дополнительно выделяют фасонный сортовой прокат специального назначения, например, железнодорожные рельсы, профиль автомобильного обода.

К специальному прокату относят шарики для шарикоподшипников, колеса железнодорожных вагонов и локомотивов, заготовки для зубчатых колес. Периодический прокат — это катаные заготовки и изделия с сечением, периодически изменяющимся по длине изделия. Типичным примером периодического проката является строительная арматура [15].

3.1.1.1. Прием и складирование заготовки

Исходным материалом для сортопрокатного стана является непрерывнолитая заготовка (НЛЗ) квадратного сечения, получаемой с МНЛЗ, длиной до 12000 мм из спокойных и полуспокойных, низколегированных и легированных марок сталей. Масса и размеры поперечного сечения заготовок для каждого прокатного стана определяются в зависимости от размеров и формы готового проката, техническими данными основного и вспомогательного оборудования прокатного стана. Линейные размеры заготовки, масса и химический состав стали являются исходными данными для выбора технологии прокатки и определения параметров нагревательных методических печей и их конструкции.

Технологический процесс производства сортовых профилей начинается с подготовки заготовок к прокатке. Качество заготовки во многом определяет выход годного и производительность стана. Путем визуального контроля выявляются поверхностные дефекты: плены, трещины, рванины, закаты и др. Отклонения размеров сечения от номинальных не должны превышать допускаемые по ГОСТу. Нестабильность размеров сечения заготовок, даже в пределах, допускаемых ГОСТ, оказывает влияние на точность получаемых профилей. Кривые и скрученные, короткие или слишком длинные заготовки затрудняют загрузку печи, могут вызвать застревание металла в печи, поэтому они не должны допускаться в прокатку.

Дефекты с поверхности заготовок удаляют огневой зачисткой, пневматической вырубкой, зачисткой абразивными кругами или механической зачисткой (строжкой, фрезерованием). Выбор способа зачистки зависит от характера расположения дефектов, их вида, марки стали, назначения проката. В зависимости от степени пораженности дефектами применяют сплошную или местную зачистку.

Зачищенные заготовки передаются на склад и последующую прокатку.

Поступающая заготовка складируется на склад заготовки СПЦ на участке нагревательной печи.

Железнодорожным транспортом заготовка (блюмы) поставляется в сортопрокатный цех. Разгрузка производится электромостовыми кранами, складируется в штабеля высотой до 6 метров, расположение заготовки крест на крест.

3.1.1.2. Нагрев заготовки

Нагрев заготовки до температур прокатки производится с целью повышения его пластичности и, соответственно, снижения нагрузок при его деформации.

Режим нагрева перед прокаткой характеризуют температурой нагрева, скоростью нагрева, числом зон (ступеней, периодов), продолжительностью нагрева. Нагрев производится равномерно и непрерывно. Он должен обеспечить равномерное распределение температуры по сечению прокатываемого металла, его минимальное окисление и обезуглероживание, повышение механических свойств, уменьшение чувствительности стали к флокенам и т.д.

Основными параметрами при нагреве металла являются температура и время нагрева. Температурный режим устанавливается в зависимости от профиля проката для каждой марки стали и от химического состава. Основным фактором, определяющим максимальную температуру нагрева заготовок, является содержание углерода в стали: с повышением содержания углерода максимальная температура нагрева снижается. При нагреве важно обеспечить равномерное распределение температуры по длине и сечению заготовки, что оказывает большое влияние на процесс деформации в калибрах, точность размеров и качество получаемого проката. Продолжительность нагрева определяется физико-химическими свойствами нагреваемой стали, температурными условиями, зависящими от конструкции печи, расположения металла в печи, формы и размеров нагреваемых заготовок.

Правильно выбранный режим и температурные интервалы нагрева позволяют получить однофазную структуру. Благодаря диффузии происходит перераспределение примесей и выравнивание состава металла (гомогенизация).

При нагреве исходных материалов в нагревательных устройствах всегда происходит окисление металла – процесс химического взаимодействия окислительных печных газов с железом, примесями и легирующими компонентами с образованием на поверхности слитка или заготовки окалины. Наружный, самый тонкий слой окалины состоит из Fe₂O₃ (гематита), средний – из Fe₃O₄, (магнетита) и внутренний – самый толстый слой – из FeO (вюстита).

Образование окалины при нагреве является источником потерь годного металла. Угар металла при нормальной работе нагревательных устройств составляет 1÷2 % от массы нагреваемого металла. Если учесть, что металл при прокатке от слитка до готового продукта нагревают несколько раз, то можно принять угар в среднем 3÷4 % от массы нагреваемого металла. Кроме того, окалина при прокатке вдавливается в металл, что ухудшает качество поверхности, ускоряет износ валков, а также способствует образованию брака в результате вскрытия подкорковых пузырей. На образование окалины влияет температура нагрева, продолжительность пребывания металла при высоких температурах, скорость нагрева и печная атмосфера.

Наряду с окислением металла происходит обезуглероживание поверхностного слоя, представляющее процесс взаимодействия печных газов с углеродом, стали, приводящее к уменьшению содержания углерода в поверхностном слое металла. При нагреве заготовок из сталей, склонных к обезуглероживанию, обычно снижают температуру и продолжительность нагрева (особенно в зоне высоких температур). Обезуглероживание зависит от тех же факторов, что и окалинообразование.

Повышение температуры металла при его нагреве, как правило, благоприятно влияет на процесс прокатки. Однако при нагреве выше определенной для данной стали температуры происходит рост зерна, который ведет к ослаблению связи между ними и тем самым к ухудшению механических свойств стали. Такое явление называется перегревом. В ряде случаев свойства перегретой стали можно улучшить, подвергнув ее термической обработке. Сильный перегрев исправить нельзя, так как зерна сильно перегретой стали теряют способность к рекристаллизации и при нагреве остаются неизменными.

При температурах, близких к точке плавления стали, внутрь ее проникает кислород, который окисляет зерна. В результате связь между зернами стали настолько ослабляется, что металл при прокатке разрушается. Это явление называется пережогом.

Явления перегрева и пережога чаще всего возможны при вынужденной задержке металла в печи. В этом случае понижают температуру в печи и уменьшают количество подаваемого воздуха.

Неравномерный нагрев способствует образованию внутренних разрывов, увеличению износа прокатных валков и вызывает опасность поломки их и т.д. Нагретый металл, если он равномерно нагрет по всему сечению и длине, значительно легче деформируется.

Нагрев заготовки производится в нагревательных методических (полуметодических) печах толкательного типа или с шагающим подом.

1 — окно для выталкивания заготовок; 2 — сварочная зона; 3 — зона методического нагрева; 4 — зона подогрева; 5 — рекуператоры; 6 — газовые каналы; 7 — посадочное окно (для заготовок); 8 — глиссажные трубы; 9, 10 — газовые горелки

Рисунок 3.2. Методическая нагревательная печь

Заготовки подаются в печь через посадочное окно 7 и периодически передвигаются толкателем справа налево по двум глиссажным трубам 8, охлаждаемым изнутри водой. Вначале холодные заготовки проходят зону подогрева 4, имеющую у загрузочного окна температуру 500÷600 °С, постепенно повышающуюся до 900÷1000 °С при переходе к следующей зоне методического нагрева 3. В этой зоне температура рабочего пространства повышается до 1200 °С. Далее заготовки поступают в сварочную зону 2, температура в которой достигает 1300÷1350 °С. Нагретые заготовки выталкиваются через окно 1 и попадают на рольганг, транспортирующий их к прокатному стану. Печь оборудована газовыми горелками 9 и 10, пламя которых сверху и снизу нагревает заготовки, лежащие вплотную одна к другой на трубах. Продукты горения направляются от горелок навстречу заготовкам, отдают значительную часть своего тепла металлу и через каналы 6 попадают в рекуператоры 5, а оттуда в дымовую трубу.

Существенно уменьшаются потери металла в окалину и величина обезуглероживания в печах с шагающим подом, так как время нагрева заготовок сокращается почти вдвое по сравнению с печами с монолитным подом из-за всестороннего нагрева заготовок. Температура начала прокатки на непрерывных станах составляет 1120÷1180 ^оС.

Основными экономическими показателями работы печей являются их производительность и удельный расход топлива. Производительность определяется напряженностью пода печи, т.е. количеством нагретого металла в тоннах, снимаемого с 1 м² площади пода за 1 ч или сутки.

Напряженность пода нагревательных колодцев составляет 30÷70 т/м², а в методических печах достигает 25÷35 т/м² в сутки. Удельный расход условного топлива в рекуперативных колодцах и методических печах составляет 4,5÷6 % от массы нагреваемого металла. При отсутствии использования тепла отходящих газов расход топлива повышается примерно вдвое [16].

Методическая печь – проходная печь для нагрева металлических заготовок перед обработкой давлением (прокатка, ковка, штамповка). В свою очередь проходной печью называется печь непрерывного действия, в которой нагреваемые заготовки движутся вдоль печи, перемещаемые толкателем, рольгангом или другими механизмами. Загрузка и выгрузка проходной печи производятся через окна в торцовых стенах печи или в боковых стенках вблизи торцов.

В методической печи заготовки обычно передвигаются навстречу движению продуктов сгорания топлива; при таком противоточном движении достигается высокая степень использования теплоты, подаваемой в печь. Хотя встречаются прямоточные и прямопротивоточные печи. Заготовки проходят последовательно три теплотехнические зоны: методическую (зону предварительного подогрева), сварочную (зону нагрева) и томильную (зону выравнивания температур в заготовке). Иногда томильная зона может отсутствовать.

Методические печи классифицируют:

по числу зон отопления в сварочной зоне плюс методическая зона, и, если есть, томильная зона (2-, 3-, 4-, 5-зонные);

по способу транспортирования заготовок (толкательные, с подвижными балками и др.);

по конструктивным особенностям (с нижним обогревом, с наклонным подом, с плоским сводом и т.д.).

Методические печи отапливают газообразным или жидким топливом с помощью горелок или форсунок. Топливом служит природный газ, коксодоменная или пропан-бутановая смесь. Печи оборудованы системами безопасности и анализатороми содержания кислорода в отходящих газах. Используется автоматическое и ручное регулирование. В рабочем пространстве печи поддерживается положительное давление, характеризуемое легким выбиванием печных газов из окон.

Можно отметить, что, в отличие от нагрева металла в колодцах, тепловой поток на поверхность металла в начальный период нагрева (методическая зона) нарастает. Одновременно температура поверхности сначала резко увеличивается (скорость нагрева максимальная), а затем повышается медленнее (скорость нагрева падает) с постепенным увеличением скорости к концу методической зоны [17].

В таблице 3.2 приведены значения концентраций маркерных загрязняющих веществ при нагреве полуфабриката.

Таблица 3.2. Маркерные вещества и их концентрация

№ п/п	Наименование ЗВ	Макс. концентрация, мг/Нм³
1	2	3
1	SO₂	248,273
2	NOx	382

3.1.1.3. Прокатка заготовки на сортопрокатном стане (арматура, круг, уголок, швеллер, полоса, стержни мелющие, шары мелющие и т.д.)

Сортовую сталь подразделяют на крупно-, средне- и мелкосортную. Соответственно и прокатные станы делят на крупно-, средне- и мелкосортные.

Прокатный стан – комплекс машин и агрегатов, предназначенных для пластической деформации металла в валках, его обработки и транспортирования. Прокатный стан состоит из основного и вспомогательного оборудования. К основному оборудованию относят деформирующий агрегат с приводом — рабочую клеть. К вспомогательному оборудованию относят машины для перемещения проката, его резки на мерные части, правки, маркировки и др. Основное оборудование, составляющее главную линию прокатного стана, состоит из рабочей клети, шпинделей, шестеренной клети, редуктора, главного электродвигателя. Деформирующим агрегатом является рабочая клеть, остальное оборудование необходимо для привода прокатных валков рабочей клети.

Сортовые станы подразделяют на станы со свободной прокаткой и непрерывные.

Станами со свободной прокаткой называют такие, у которых раскат в процессе прокатки находится только в одной клети, при этом в одной можно одновременно прокатывать две полосы, например, в черновых трехвалковых клетях крупносортных и рельсобалочных станов.

Непрерывными называют такие станы, у которых при последовательном расположении клетей в процессе прокатки полоса одновременно находится в нескольких клетях (не менее чем в двух).

Сортовые станы классифицируют по следующим признакам: диаметру прокатных валков чистовой клети, расположению клетей, сортаменту прокатываемых профилей, спецификации стана, принципу ведения технологического процесса прокатки. Для классификации сортовых станов условно принимают профили круглой и квадратной стали, а затем соответственно их площадям поперечного сечения принимают другие профили, в числе которых могут быть и фасонные.

Прокатные станы различают по назначению, количеству валков в клети, количеству клетей и схеме их расположения.

По числу и расположению валков в рабочих клетях станы классифицируют на двухвалковые "дуо"-станы, трехвалковые "трио"-станы, четырехвалковые "кварто"-станы, многовалковые и универсальные.

По расположению рабочих клетей различают станы одноклетьевые и многоклетьевые с линейным или последовательным расположением клетей. У линейных станов клети расположены в одну или несколько линий; в каждой линии валки связаны между собой и вращаются с одной скоростью. Последовательное расположение клетей в непрерывных станах позволяет значительно повысить производительность прокатки. По расположению рабочих валков в клети станы бывают: с горизонтальным расположением валков, с вертикальным расположением валков, с горизонтальными и вертикальными валками – универсальные прокатные станы, с расположением валков под определенным углом к горизонту.

В большинстве случаев деформацию заготовки осуществляют двумя рабочими валками, а остальные валки — опорные, необходимы для придания жесткости и прочности всей системе.

Прокатка сортовой стали производится в несколько пропусков через валки. Распределение обжатий по пропускам производится с учетом усилия на валки, мощности главного электродвигателя, прочности деталей рабочей клети, условий захвата металла валками, пластичности металла. Инструментом для прокатки являются валки, которые в зависимости от прокатываемого профиля могут быть ручьевыми, применяемыми для получения сортового проката. Ручьем называют вырез на боковой поверхности валка, а совокупность двух ручьев образует калибр. Каждая пара ручьевых валков обычно образует несколько калибров. Площадь калибров от первого до последнего по ходу прокатки постепенно уменьшается при последовательных проходах полосы через калибры уменьшается площадь ее поперечного сечения.

Прокатка всех профилей производится по утвержденным схемам калибровок и заданному скоростному режиму прокатки. Схема калибровки должна предусматривать возможность получения на стане различных профилей при минимальных затратах на перевалку и перенастройку стана путем использования одних и тех же черновых валков для получения различных профилей.

Температурный режим прокатки оказывает значительное влияние на усилия и расход энергии на прокатку, износ калибров, качество поверхности и точность размеров профиля, структуру и механические свойства готового проката. Во время работы стана на рабочих калибры непрерывно подается вода для охлаждения валков и предупреждения выгорания и растрескивания рабочей поверхности ручьев.

Сортопрокатный стана для мелкого и среднесортового проката (Рисунок 3.3), как правило, состоит из черновой группы клетей, включающую в себя прокатные клети с поочередным горизонтальным и вертикальным расположением валков, предчистовой (промежуточной) группы клетей, состоящей из прокатных клетей с поочередным горизонтальным и вертикальным расположением валков с поперечным перемещением и чистовой группой клетей из прокатных клетей горизонтального расположения и универсального типа с поперечным перемещением.

Рисунок 3.3. Сортопрокатный стан

Нагретая заготовка выталкивателем из печи передается на приемный рольганг, откуда по транспортному отводящему рольгангу перемещается к первой клети черновой (обжимной) группы клетей, предназначенной для обжатия заготовки в валках. Эта клеть является окалиноломателем; в ней предусмотрено незначительное (3÷5 %) обжатие, обеспечивающее разрушение и разрыхление окалины, которая удаляется с заготовки при помощи гидросбива или пара высокого давления.

В последующих клетях осуществляют деформацию раската в соответствующих калибрах. После выхода из черновой (обжимной) группы клетей металл перемещается по промежуточному рольгангу к летучим ножницам горячей резки, где отрезается передний конец раската перед задачей его в валки предчистовой (промежуточной) группы клетей. Здесь заготовка прокатывается с увеличивающейся скоростью.

Количество рабочих клетей, в которых прокатывается раскат до нужного диаметра, задается расчетной калибровкой прокатываемого сортамента. После выхода из чистовой клети металл с температурой не ниже 950 ÷ 1100 ^оС перемещается по наклонному рольгангу к столу охлаждения через летучие ножницы горячей резки, где автоматически в движении разрезается на длины, соответствующие длине холодильника.

Арматурный профиль относится к категории сортовых профилей специального назначения и предназначен для армирования бетонных конструкций в строительстве. Технология прокатки арматурного профиля практически не отличается от технологии прокатки сортового проката круглого сечения, т. е. используется такая же последовательность калибров. Периодический профиль наносится в чистовых проходах, для чего используются валки со специально подготовленными ручьями.

Арматурный профиль различного сечения, начиная от крупных и заканчивая мелкими размерами, входит в сортамент среднесортных и мелкосортных станов.

При производстве специальных видов проката используются клети поперечно-винтовой прокатки и клети специальных конструкций (прокатка шаров, колес, бандажей, винтов, шестерен и пр.).

Из печи заготовка по рольгангу перемещается к механизму раскручивания заготовки. Винтовое движение заготовки, складывающееся из вращения относительно оси прокатки и перемещения вдоль нее, обусловливает возможность получения винтовой прокаткой только тел вращения. Короткие тела вращения (шары, сплошные и полые цилиндрические заготовки для последующей штамповки или резания) и изделия с винтовой поверхностью (длинные винты, ребристые трубы) прокатывают в валках с винтовыми калибрами.

Станы, включающие валки с винтовыми калибрами, выполняются по двухвалковой схеме (рис. 3.4). При прокатке сплошных тел - шаров, используются двухвалковые станы, в которых обеспечивается максимально возможное сближение реборд винтового калибра.

В узле вращения, центрированная относительно валков и направляющей линейки, заготовка направляется в рабочую клеть. В рабочей клети методом поперечно-винтовой прокатки через вращающиеся валки получают шары.

а — в двухвалковом стане; 1 — валки; 2 — направляющие линейки;

3 — исходная заготовка; 4 — заготовка шара

Рисунок 3.4. Винтовая периодическая прокатка в валках с винтовыми калибрами

Мелющие шары прокатываются из горячекатаных круглых заготовок обычной точности. Нагрев осуществляется в газовых печах до более высоких температур – 950 ÷ 1050 °С, что снижает износ валков. Прокатка ведется со срезом перемычек и вдавливанием их остатков в тело шара. Прокатанные шары закаливаются с прокатного нагрева, а извлечение их из охлаждающих устройств при температуре 200÷300 °С приводит к самоотпуску.

Прокатка шаров из заготовок разного уровня точности, а также с сохранением или удалением перемычки в очаге деформации требует применения различных калибровок валков. Винтовой калибр для прокатки шаров подшипников (рис. 3.4) содержит два участка - формующий и отделочный. На формующем участке осуществляются захват заготовки и ее постепенное обжатие в шар, соединенный перемычкой с остальной частью заготовки. Формовка производится ребордами, имеющими непрерывно нарастающую высоту, в соответствии с которой изменяется диаметр перемычки. Металл, смещаемый из перемычек в шар, приводит к радиальной деформации и увеличению диаметра шара по сравнению с диаметром заготовки. В связи с этим диаметр заготовки принимается на 1-2 мм меньше диаметра шара.

При прокатке мелющих шаров валок отличается наличием калибрующего участка, выравнивающего диаметры заготовок перед формовкой, и удлиненным отделочным участком (до 810 ^о). Небольшое осевое смещение валков приводит к разрыву перемычки в начале отделочного участка, а затем - вращению шара относительно оси, перпендикулярной оси прокатки, срезу перемычек ребордами и закатке полюсных выступов. Для повышения производительности стана наряду с однозаходными применяют двух- и трехзаходные винтовые калибры, что позволяет получать 2–3 шара за один оборот валков.

3.1.1.4. Охлаждение, термоупрочнение проката

После прокатки сортового металла используют естественное (на воздухе), замедленное (в колодцах и термостатах) и ускоренное (с применением различных охлаждающих сред) охлаждение проката.

Особенностью современного этапа развития процессов термоупрочнения является широкое применение охлаждающих устройств, устанавливаемых в потоке прокатных станов.

На предприятии А задача необходимых механических свойств за счет резкого охлаждения металлопроката подаваемой под давлением водой. В состав оборудования сортового стана входит 3-х секционная модульная установка термообработки проката с целью придания упрочняющих свойств арматурному прокату за счет быстрого охлаждения его водой. Принцип работы термоустановки основан на изменении давления и объема воды в зависимости от скорости прохождения проката и требуемых механических свойств.

На предприятиях В, С, и D готовые мелющие стержни охлаждаются на реечном холодильнике при естественной циркуляции воздуха. Холодильники обычно выполняются с поперечным направлением транспортирования охлаждаемого металла, т.е. перпендикулярно направлению движения металла при его выходе из валков стана.

Мелющие шары остужаются до требуемой температуры в ковшевом элеваторе стола охлаждения. Затем шары поступают в узел термической обработки на закалку до температуры самоотпуска.

3.1.1.5. Порезка, упаковка, отгрузка

Шлеппер предназначенный для транспортировки товарных прутков сортового проката с автоматизированным накопительным устройством для формирования товарных пачек. Роботизированные обвязочные машины, предназначенные для автоматической обвязки товарных пачек сортового проката проволокой. Рольганг с накопителем товарных пачек и встроенными коммерческими весами в линии рольганга. Перемещение упакованного аттестованного проката осуществляется электромостовыми кранами.

Сортовой, фасонный, калиброванный, холоднотянутый прокат, проволока и круглый прокат со специальной отделкой поверхности размерами поперечного сечения (толщина, диаметр, сторона квадрата, наибольший размер для фасонных профилей) до 50 мм включительно увязывают в пачки, мотки или связки мотков, а свыше 50 мм и заготовки всех видов увязывают в пачки по требованию потребителя. Гнутые профили увязывают в пачки.

Пачки арматуры различного сортамента складируются на складских площадях или сразу отгружаются потребителю. Транспортировка упакованного готового проката производится ж/д транспортом.

В таблице 3.3 приведены значения концентраций маркерных загрязняющих веществ при механической обработке и зачистке.

Таблица 3.3. Маркерные вещества и их концентрация

№ п/п	Наименование ЗВ	Макс. концентрация, мг/Нм³
1	2	3
1	Пыль	108,58

3.1.2. Производство плоского горячекатаного проката (товар – листы, рулоны, подкат для дальнейшего передела)

Листовой прокат относится к наиболее экономичным видам металлопродукции. Он удобен для изготовления различных деталей методом штамповки и создания легких и прочных металлоконструкций. Листы разных видов широко используются в транспортном машиностроении, в частности в автомобильной промышленности, в судостроении, при производстве сельскохозяйственных машин, в электротехнической промышленности и других отраслях. Из листового металла выполняются многие предметы бытового назначения. Следует отметить также, что листовой металл служит полупродуктом (заготовкой) при производстве сварных труб и гнутых профилей.

Листовой прокат классифицируют по многим признакам: геометрическим размерам, химическому составу металла, уровню физико-механических свойств, назначению и др.

При классификации листового проката по геометрическим размерам учитывается его толщина, ширина и длина. В зависимости от толщины весь листовой прокат делится на две основные категории: толстый лист (толщиной 4 мм и более) и тонкий лист (толщиной менее 4 мм).

Толстые листы производят толщиной 4÷160 мм, шириной 600÷5300 мм, длиной до 50 м. Часть листов толщиной 4÷16 мм (шириной до 2300 мм) выпускается в виде длинных полос, свернутых в рулоны. Листы толщиной более 60 мм называют плитами.

Отдельную категорию толстолистового проката представляет так называемая универсальная сталь, прокатываемая на универсальных станах с вертикальными валками в виде полос толщиной 6÷60 мм и шириной 200÷1050 мм. Эти полосы имеют катаные кромки, что исключает необходимость боковой обрезки.

Особенным многообразием отличается тонколистовая продукция. Так, в стандартах на тонколистовую сталь выделяют такие ее виды, как сталь конструкционная, декапированная (отожженная и травленая), кровельная, нержавеющая, электротехническая и др. Специфическим видом тонколистовой стали является жесть, имеющая толщину 0,08÷0,5 мм и выпускаемая, как правило, с антикоррозионным покрытием. Чаще всего в качестве покрытия применяется олово; луженую жесть называют белой жестью.

Прокатку листов разных видов осуществляют либо поштучно (отдельными карточками), либо в виде длинных полос, сматываемых в рулоны. Рулонный способ производства является значительно более прогрессивным и повсеместно вытесняет поштучный способ. При ширине полос более 600÷700 мм их называют широкими, а соответствующие прокатные станы - широкополосными. Максимальная ширина прокатываемых полос составляет 2300÷2500 мм. Относительно узкие полосы, шириной менее 300 мм (при толщине менее 2 мм) принято называть лентами.

Характеризуя сортамент листового проката по химическому составу, следует отметить, что основную массу его составляют стальные листы. При этом в сортаменте стальных листов основную часть занимают листы из углеродистых (около 78 %) и низколегированных (20 %) марок стали. Доля листов из легированных сталей составляет около 1 %.

Широкое применение получили листы из рядовых и качественных конструкционных низкоуглеродистых сталей.

Легированные листовые стали также очень разнообразны по химическому составу, но среди них можно выделить две особо крупные группы: коррозионностойкие (нержавеющие) и электротехнические.

Коррозионностойкие стали содержат в своем составе большое количество хрома и никеля или только хрома.

Электротехнические стали (динамные и трансформаторные) отличаются высоким содержанием кремния (1,0÷3,5 %) и очень низким содержанием углерода (<0,01 %). С увеличением количества кремния и уменьшением углерода электромагнитные свойства этих сталей улучшаются.

Большое количество тонких стальных холоднокатаных листов (в некоторых странах - до 40÷50 %) выпускается с защитными и декоративными покрытиями. Один из важных видов такой продукции уже упоминался выше — это белая (луженая) жесть. Другим массовым видом является оцинкованная тонколистовая сталь. В качестве металлов - покрытий используются также хром, алюминий, свинец.

Расширяется производство тонколистовой стали с неметаллическими (полимерными) покрытиями, в качестве которых используются различные лаки, краски, пластизоли, синтетические пленки. Нередко выпускаются листы (полосы) с двойным покрытием: металлическим и полимерным.

Предприятие А производит плоский горячекатаный прокат в рулонах и листах толщиной 1,5÷12,0 мм, а также штрипс для электросварных труб.

3.1.2.1. Предварительная подготовка заготовки (слябов)

Исходным материалом для получения плоского горячекатаного проката служат слябы представляющие, собой плоские непрерывнолитые заготовки прямоугольного сечения. Участок подготовки слябов (УПС), предназначен для складирования, обработки, осмотра, зачистки, подрезки слябов и контроля качества слябов, передаваемых в методические печи, и товарных слябов, отгружаемых потребителю.

Литые слябы получают на МНЛЗ разных типов. Применение литых слябов обладает рядом преимуществ: такие заготовки более однородны по химическому составу и структуре, себестоимость их ниже, чем катаных. Отношение толщины литого сляба к толщине готового листа должно быть не менее 5÷8 для рядовых углеродистых сталей и 8÷10 для легированных сталей.

Подготовка исходного сырья (непрерывнолитых слябов) заключается преимущественно в удалении поверхностных дефектов.

Состояние поверхности слитков существенно отражается на качестве проката. При визуальном обнаружении дефектов поверхности непрерывнолитых слябов, идентификацию их происхождения (причины, класс дефекта) и методы устранения осуществляют в соответствии с классификатором дефектов непрерывнолитых слябов. На поверхности слитков должны отсутствовать продольные и поперечные трещины, надрывы, пояса, завороты, плены, крупные неметаллические включения и другие дефекты. При обнаружении таких дефектов слитки подвергаются ремонту (зачистке). Используют сплошную и выборочную зачистку металла.

Для удаления местных дефектов при выборочном ремонте слябов применяют различные способы зачистки: огневую, абразивную, механическую (вырубка пневматическими зубилами), электроконтактную. Слябы из специальных сталей (коррозионностойких, жаропрочных, инструментальных) подвергают сплошной зачистке путем строжки, фрезерования или шлифования.

Получили распространение машины огневой зачистки (МОЗ). На МОЗ осуществляется сплошное сжигание поверхностного, наиболее пораженного дефектами, слоя металла толщиной 1÷1,5 мм. Горение железа происходит в результате подачи струи кислорода на раскаленную поверхность металла. МОЗ обладают высокой производительностью, могут работать в автоматическом режиме; однако при использовании МОЗ значительно возрастает расходный коэффициент металла.

3.1.2.2. Нагрев слябов в методических печах

Нагрев слябов перед прокаткой осуществляется в нагревательных методических рекуперативных пятизонных с двухсторонним нагревом печах с торцевой загрузкой и выдачей. Главной конструктивной особенностью, которая оказывает основное влияние на остальные характеристики работы печи, является способ транспортирования заготовок в рабочем пространстве печи. В методических печах для нагрева заготовок под обработку давлением применяют в основном проталкивание (толкательные печи) и шагание (печи с шагающим подом и с шагающими балками).

Независимо от расположения горелок в работе этих печей в основных случаях используется принцип противотока.

Подготовленные слябы поступают в методические нагревательные печи для нагрева их до температур прокатки 1260÷1280 °С. Длительность нагрева зависит от конструкции печи, толщины слябов, их химического состава и температуры при посадке в печь. Печи отапливаются коксодоменной смесью газов с добавлением для повышения калорийности смеси паровой фазы пропана технического и мазутом. Топливо подается в горелки инжекционного типа.

3.1.2.3. Прокатка из слябов горячекатаных полос

Нагретые слябы (рисунок 3.5) выдаются из печей на приемный рольганг и прокатываются в клетях черновой и чистовой групп стана 1700 горячего проката. Непрерывный широкополосный стан (НШПС) 1700 предназначен для горячей прокатки полос следующих размеров: толщина полос от 1,2 до 12,0 мм, толщина большемерного проката от 20,0 до 160 мм, ширина от 800 до 1524 мм.

При прокате производится гидроудаление печной окалины с поверхности полос, регулируется температура конца прокатки и смотки каждой полосы для получения необходимых механических свойств готового проката.

Стан 1700 состоит из черновой и чистовой групп рабочих клетей и ряда вспомогательных механизмов. Черновая группа: черновой окалиноломатель, вертикальная клеть, четыре рабочие универсальные четырехвалковые клети. Чистовая группа: чистовой двухвалковый окалиноломатель и семь четырехвалковых клетей.

Рисунок 3.5. Выдача нагретых слябов в линию стана горячего проката

Кромки раската обжимаются в вертикальной клети и в вертикальных валках универсальных клетей для получения необходимых размеров по ширине полосы. Правильное положение раската относительно оси прокатки обеспечивается раздвижными направляющими линейками перед рабочими клетями.

Взламывание окалины происходит в вертикальной клети, черновом и чистовом окалиноломателях. Последующее удаление окалины ведут гидросбивами (г/с) высокого давления за вертикальной клетью (г/с № 1), за черновым окалиноломателем (г/с № 2), за рабочими клетями № 2–№ 4 (г/с № 3 - № 5) и за чистовым окалиноломателем (сдвоенный г/с № 6, № 7). Давление воды в коллекторах гидросбивов – не менее 9,5÷10 мПа при одновременном включении.

На непрерывных станах раскат последовательно проходит через все клети черновой группы с однократным обжатием в каждой. Суммарное обжатие в клетях черновой группы составляет 70÷90 % от полного обжатия, необходимого для получения полос заданного размера.

Подкат, выдаваемый на промежуточный рольганг, обычно имеет толщину 20÷50 мм. Перед входом в клети чистовой группы для обеспечения нормального продвижения подката производится обрезка переднего и заднего концов полосы на летучих ножницах. Толщина разрезаемого подката 20÷45 мм, ширина 900÷1550 мм, скорость движения подката 0,68÷2 м/с. Барабаны ножниц имеют по два ножа, установленных под углом (в плане образуют шевронный рез).

Для удаления вторичной (воздушной) окалины, образовавшейся на металле при перемещении его по промежуточному рольгангу, служит чистовой окалиноломатель, представляющий собой относительно небольшую двухвалковую клеть, обжатие в которой составляет 1÷2 мм (5÷10 %). Прокатка в чистовой группе клетей является наиболее сложным и ответственным звеном технологии на непрерывных станах.

В чистовой группе клетей происходит перенастройка механизмов для обеспечения требуемых геометрических размеров, поперечного профиля и планшетности.

Режимы прокатки с ускорением в чистовой группе широко применяются на современных непрерывных широкополосных станах. Такие режимы преследуют две основные цели: во-первых, повышается производительность станов и, во-вторых, что очень важно, уменьшается температурный клин по длине полосы в связи с более интенсивной (высокоскоростной) деформацией подстуженного заднего конца раската. Прокатка в чистовой группе ведется с натяжением между клетями, что обеспечивает устойчивое положение полосы в валках (отсутствие поперечных смещений) и снижение усилий прокатки, а также способствует выравниванию вытяжек по ширине полосы. Во всех клетях, кроме первой и последней, прокатка ведется с передним и задним натяжением; в первой клети - только с передним, в последней - только с задним натяжением (в последней клети переднее натяжение может быть создано действием моталки). Минимальное удельное натяжение, обеспечивающее устойчивый процесс прокатки, составляет примерно 5÷15 % от предела текучести металла при соответствующей температуре. Но применение слишком больших натяжений также нежелательно, так как это приводит к увеличению продольной разнотолщинности полос. Последнее объясняется тем, что передние и задние концевые участки полос прокатываются вовсе без натяжения. При деформации низкоуглеродистых сталей удельные натяжения чаще всего находятся в пределах 2÷40 МПа.

Конечная структура и механические свойства прокатываемых полос существенно зависят от величины обжатия в последних клетях, температуры конца прокатки и температуры смотки в рулоны. Правильный выбор этих параметров совершенно необходим для получения продукции высокого качества. Каждая марка стали имеет свой оптимальный температурный режим прокатки и смотки полос. Для низкоуглеродистых сталей рекомендуются следующие значения указанных параметров: обжатие в последней клети 10 ÷ 15 %; температура конца прокатки 850 ÷ 900 °С; температура смотки 550 ÷ 650 °С. Основным средством повышения температуры конца прокатки при производстве тонких полос является увеличение скорости прокатки в чистовой группе. Значительное сокращение тепловых потерь металла может быть достигнуто посредством установки теплоизолирующих экранов на промежуточном рольганге. При производстве толстых полос понижение температуры конца прокатки достигается за счет уменьшения толщины подката, поступающего из черновой группы, и применения межклетевого охлаждения металла в чистовой группе. Необходимая температура смотки полос обеспечивается действием душирующих устройств на отводящем рольганге.

Для современных высокопроизводительных широкополосных станов особенно важны мероприятия, направленные на повышение точности прокатки. К числу наиболее эффективных мероприятий такого рода относится в первую очередь внедрение АСУ ТП. Поддержание номинальной толщины полос и уменьшение продольной разнотолщинности достигается применением САРТ. Эти системы, в частности, обеспечивают дополнительное обжатие передних и задних концов полос, прокатываемых без натяжения и имеющих повышенную толщину при отсутствии САРТ. С целью уменьшения поперечной разнотолщинности широко применяются САРП. Действие этих систем основано главным образом на использовании устройств для противоизгиба валков. В настоящее время устройства для противоизгиба валков в двух-трех последних чистовых клетях имеются почти на всех отечественных широкополосных станах.

Для обеспечения необходимых механических свойств металла полосы перед смоткой в рулоны охлаждаются водой при помощи душирующих установок, расположенных на отводящем рольганге. Все полосы, прокатанные на стане горячей прокатки, сматываются в рулоны на трех моталках барабанного типа. Толщина сматываемой полосы 1,2÷12 мм, ширина 800÷1500 мм, температура сматываемой полосы 600 ÷ 650 ^оС, входная скорость полосы в моталку до 8,5 м/с, наибольшее натяжение полосы 20 кН, диаметр рулона 1,1÷2,1 м.

3.1.2.4. Финишная обработка горячекатаного листа

Поступившие по конвейеру от моталок рулоны, предназначенные для переработки в ЛПЦ-2,3, ЦГЦА и на АПР-5, а также для поставки потребителю, складируются на листоотделке склада горячекатаных рулонов (СГКР). После остывания рулон со склада СГКР передают на агрегаты поперечной резки АПР-1,2 для порезки на листы в пачки или продольный роспуск на более узкие полосы в соответствии с заказами.

Агрегат поперечной резки №1 предназначен для разделки горячекатаной рулонной полосы толщиной 4 ÷ 12 мм на листы мерной длины и ширины в соответствии с заказом. Рулоны горячекатаной полосы со склада рулонов подаются к агрегату краном в холодном состоянии (с температурой менее 50 ^оС). Резка полос осуществляется летучими ножницами. Скорость порезки полосы 0,5 ÷ 1,5 м/с,

Агрегат № 2 предназначен для поперечной резки рулонной горячекатаной стальной полосы толщиной 1,2 ÷ 4 мм на листы шириной 700 ÷ 1550 мм, длиной 1500 ÷ 6000 мм. В составе оборудования АПР-2 имеется правильная машина для правки дефектов планшетности, скорость правки от 0,5 до 2,5 м\с.

После правильной машины горячекатаная полоса подается в тянущие ролики и затем в режущую клеть летучих ножниц. Ножницы предназначены для резки полосы мерной длины 1,5–3,0 м с интервалом 5 мм, и 3,0–6,0 м с интервалом 10 мм. Толщина разрезаемой полосы – 1,2–4,0 мм, ширина 700–1550 мм, скорость движения полосы – 1,25–2,5 м\с.

Обрабатываемые пачки металла и рулоны обвязываются упаковочными лентами, маркируются и отгружаются потребителям по заказам.

Другая часть горячекатаных рулонов поступает на склаад цеха холодной прокатки для дальнейшего передела.

Производственная мощность цеха горячей прокатки предприятия А установлена в объеме 4600,0 тыс.т. в год по производительности методических печей и стана горячей прокатки "1700".

В таблице 3.4 приведены показатели производства стана горячей прокатки за 2015-2019 годы.

Таблица 3.4. Производство горячекатаного проката

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции, т/т
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Производство горячекатаного проката	тонн	2691132	3002321	3215895	2630609	2204354
2	Сляб	тонн	1,047	1,044	1,038	1,041	1,037

Производство горячекатаного проката по годам изменялось от 2204354 до 3215895 т/год, а расход слябовой заготовки от 1,037 до 1,044 т/т готового проката.

3.1.2.5. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду при горячекатаном прокате

Выбросы в атмосферный воздух

При горячей прокатке в результате измельчения окалины валками металла образуется пыль, объем образования которой зависит от скорости прокатки и площади поверхности прокатываемого материала и обычно составляет <100 г/т. Около 20 % пыли является мелкодисперсной с размером частиц <10 мкм. На слябовых, блюмовых и сортовых станах наиболее интенсивное пылевыделение происходит на первых проходах.

Для очистки отходящих выбросов на предприятиях организуют различные системы аспирации, например: система аспирации чистовой группы клетей стана с использованием электрофильтра (тип 40-5-2 × 3–03, эффективность очистки 95,4 %); установка аспирации клети холодной правки при финишной обработке с использованием фильтра рукавного (тип ФРИП-540, эффективность очистки – 99,8 %).

Загрязняющими веществами при производстве горячекатаного проката считают азота оксиды, углерода оксид и пыль.

Водопотребление и сточные воды.

В процессе горячей прокатки и связанных с ней этапами используется вода для охлаждения и для выполнения технологических операций.

Расход воды и количество образующихся сточных вод зависят от организации потоков воды. При использовании замкнутых циклов водоочистки количество сбрасываемых сточных вод минимально, в полузамкнутых циклах количество сточных вод достигает 11 м³/т, а в открытых системах 11÷22 м³/т (с учетом охлаждения в открытом цикле).

Расход технической воды на процесс (в т. ч. оборотных циклов) находится в диапазоне от 18 до 67 м³/т продукции, однако основная часть этой воды находится в водооборотном цикле, который в производстве горячего проката составляет 92% ÷98 %. Расход "свежей" воды на подпитку составляет от 0,5 до 1,6 м³/т продукции.

Электродвигатели, нагревательные печи обычно имеют косвенное охлаждение, а прокатываемый материал, валки, пилы, обрезь, моталки и приемные рольганги охлаждаются непосредственно. Вода используется также для сбива и смыва окалины.

Сточные воды с окалиной и воды газоочистки содержат, наряду с крупными частицами окалины, мелкие твердые частицы и эмульгированные масла. Также в сточных водах присутствуют: железо общее, марганец, алюминий, никель, цинк, фторидов (при использовании фтористого водорода), фосфатов (от процессов фосфатирования).

Для возможности повторного использования сточные воды необходимо очищать до остаточного содержания окалины не более 40÷60 мг/л, масла не более 15–20 мг/л. Так, например, использование установок ультрафильтрации и обратного осмоса позволяет очистить сточные воды с эффективностью 99,98 % и вернуть очищенную воду в цикл.

В полузамкнутом цикле воду очищают и частично используют повторно в зависимости от температуры. Очистка воды производится так же, как и в открытой системе, но после фильтрации воду не сбрасывают, а направляют в бассейн фильтрованной воды и смешивают с холодной свежей водой. В зависимости от температуры смеси фильтрованная вода может возвращаться к различным потребителям стана, и только избыток воды сбрасывают. Таким образом, объем циркулирующей воды зависит от времени года и географического положения производства.

Из замкнутой системы водоснабжения очищенная вода не сбрасывается вообще, охлаждается в градирнях или теплообменниках до требуемой температуры и используется повторно в процессе прокатки. При наличии градирен потребление воды ограничивается компенсацией потерь на испарение и на продувку (около 3 %÷5 %). При наличии теплообменников требуются большие объемы циркулирующей воды.

Системы водоснабжения и водоочистки станов горячей прокатки отличаются большой сложностью, многоступенчатым использованием воды и состоят из нескольких контуров, частично соединенных друг с другом. В некоторых случаях система водоснабжения стана горячей прокатки соединена с такими же системами других агрегатов, например: МНЛЗ. Основанием для такого объединения систем является схожесть состава сточных вод и близость расположения агрегатов.

В связи с большим объемом потребления воды станы горячей прокатки обладают высоким потенциалом снижения потребления воды и сброса сточных вод.

На некоторых предприятиях организуют раздельные "грязные" оборотные циклы водоснабжения (например, нагревательных печей, рабочих клетей, моталок) и "чистые" оборотные циклы (например, охлаждающей воды).

Предотвращение загрязнения сточных вод благодаря использованию замкнутых контуров и многоступенчатого водоснабжения является хорошо известным и широко применяемым приемом в черной металлургии.

Отходы производства.

При горячем прокате образуется ряд твердых и жидких отходов и побочных продуктов, в том числе: металлические отходы и побочные продукты;

окалина и металл от огневой зачистки;

пыль от зачистки и от прокатки;

прокатная окалина сухая и замасленная;

шлам от шлифования валков;

масла и смазки.

Металлические отходы и побочные продукты загрязнены незначительно и могут быть возвращены в процесс производства металла.

Прокатная окалина, удаляемая после нагрева материала и между проходами прокатки, состоит в основном из оксидов железа, ее состав зависит от марки стали и процесса прокатки, но содержание железа в ней составляет около 70 % (от общей массы без масел и влаги), также окалина содержит масла в среднем 4,6 % (0,5 %÷8,7 %), что может затруднить рециклинг. Содержание в окалине масла зависит от процесса, используемого оборудования (в особенности от качества его обслуживания), размера частиц окалины, поскольку очень мелкие частицы окалины (менее 63 мкм) адсорбируют масло.

Чистую сухую окалину и окалину с содержанием масла менее 1 % возвращают в металлургический процесс, обычно в шихту для производства агломерата.

Пыль из фильтров газоочистки может быть возвращена в металлургическое производство, например, на стадию агломерации. Масла и смазки могут быть использованы как топливо для доменных печей или в производства кокса (но может потребоваться их обезвоживание), а также в коксовой шихте для повышения плотности угля перед коксованием.

3.2. Производство холоднокатаного проката (холоднокатаный прокат, конструкция, кровля, подкат)

Холодная прокатка — процесс, в котором свойства листового материала изменяются под действием валков, но без предварительного нагрева заготовки. Исходным материалом являются рулоны со станов горячей прокатки.

Необходимость холодной прокатки металла обусловлена в первую очередь тем, что при горячей прокатке невозможно получить лист хорошего качества толщиной менее одного миллиметра. Этому препятствует образующаяся при горячей прокатке окалина, толщина которой соизмерима с толщиной самого прокатываемого металла. Лишь холодная прокатка обеспечивает получение продукции более высокого качества по всем показателям — точности размеров, отделке поверхности, физико-механическим свойствам.

Вместе с тем необходимо отметить, что процессы холодной прокатки являются более энергоемкими, чем процессы горячей прокатки. При холодной деформации металл упрочняется (наклепывается); в связи с этим для восстановления пластических свойств приходится проводить отжиг. Технология производства холоднокатаных листов включает большое число переделов, требует применения сложного и многообразного оборудования.

Холодная прокатка позволяет обеспечивать хорошие технологические качества листов по штампуемости и другим пластическим и прочностным характеристикам и получать заданные электротехнические свойства, что позволило обеспечить выход холоднокатаного проката на мировой рынок. Прокат удовлетворяет повышенным требованиям к свариваемости и качеству отделки поверхности листа, пригоден для нанесения металлических и неметаллических покрытий (цинкование, эмалирование, лакокрасочные и полимерные покрытия).

Доля холоднокатаных листов в общей массе тонколистового проката составляет около 50 %. Основную массу (примерно 80 %) холоднокатаных листов составляет низкоуглеродистая конструкционная сталь.

Методом холодной прокатки производят почти всю жесть — продукцию, идущую в больших количествах для изготовления пищевой тары. Материалом для жести также служит низкоуглеродистая сталь, но в большинстве случаев жесть выпускают с защитным покрытием, чаще всего — оловянным.

К числу распространенных видов холоднокатаной продукции также относятся: декапир (травленая и отожженная сталь, применяемая при производстве эмалированной посуды и других изделий с покрытиями), кровельный лист (часто выпускается оцинкованным), низколегированные конструкционные стали. Особо следует отметить две важные группы легированных сталей — коррозионностойкую (нержавеющую) и электротехническую (динамную и трансформаторную).

Разнообразие сортамента холоднокатаной листовой продукции обеспечивается применением прокатных станов различной конструкции, с очень разными техническими характеристиками и уровнями производительности. [18]

Исходным металлом для холодной прокатки является горячекатаный прокат в рулонах, называемый подкатом. Обязательной операцией в технологии производства холоднокатаной продукции является подготовка поверхности металла к прокатке. Так как поверхность горячекатаного металла покрыта слоем окалины, возникает необходимость ее удаления для получения высококачественной поверхности металла.

Для современных станов холодной прокатки характерен рулонный способ производства, обеспечивающий высокие производительность и качество готового листа. Особое внимание при холодной прокатке уделяют качеству смазки с точки зрения уменьшения коэффициента трения, охлаждения валков, а также возможности надежного удаления ее с поверхности листа перед термической обработкой.

Перед холодной прокаткой поверхность полосы горячекатаного металла подвергается травлению раствором соляной кислоты с первичной концентрацией 18÷20 % на линиях травления.

При проведении холоднокатаного проката на предприятиях используются следующие сырьевые и энергетические ресурсы:

котельно-печное топливо (различные виды газа (доменный, коксовый, природный), мазут, кислород);

электрическая энергия.

В таблице 3.5 представлены текущие объемы потребления энергетических ресурсов, применяемых при холоднокатаном производстве (согласно данным КТА). В качестве удельных расходов потребления ресурсов определено потребление ресурсов на тонну проката.

Таблица 3.5. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов и воды при холоднокатаном производстве

№ п/п	Наименование объекта	Потребляемый ресурс	Целевое назначение использования	Единица измерения	Удельное энергопотребление
1	2	3	4	5	6
1	А	Электрическая энергия	Холоднокатаный прокат	тыс.кВт*ч/ед.прод	579
2	А	Котельно-печное топливо	Холоднокатаный прокат	м³/ед.прод	234,07
3	А	Котельно-печное топливо	Холоднокатаный прокат	м³/ед.прод	70,28

3.2.1. Травление горячекатаной полосы

Поверхность исходных горячекатаных полос покрыта окалиной (оксидами). Если проводить холодную прокатку заготовок в таком состоянии, то окалина будет вдавливаться в металл, резко ухудшая качество его поверхности. Кроме того, окалина, обладая относительно высокой твердостью, способствует износу прокатных валков. Поэтому первой необходимой технологической операцией является удаление окалины с поверхности горячекатаных полос.

Эффективность удаления окалины зависит от ее физико-химического состава, ее толщины и структуры, а также от условий травления. Воздушная окалина на поверхности горячекатаной углеродистой стали практически состоит из двух слоев: внутреннего, прилегающего к металлу — вюстита ҒеО (92 ÷ 95 %) и наружного — магнетита Ғе₃О₄ (5 ÷ 8 %). Иногда на наружной поверхности обнаруживается тончайший слой третьего оксида — гематита Fe₂О₃. Легче всего поддается травлению слой вюстита, который имеет пористое строение и относительно малую прочность. Оптимальные условия травления создаются тогда, когда окалина содержит максимальное количество вюстита (закись железа — FeO), а гематит (Fe₂O₃) отсутствует. Это связанно с тем, что вюстит хорошо растворяется в кислотах, а гематит является нерастворимым соединением. Такие условия образования окалины характерны для низкой температуры конца прокатки. Снижение температуры сматывания полос в рулон не влияет на толщину слоя окалины, но уменьшает опасность появления гематита на кромках и концах полосы.

Существуют химический (кислотный), называемый травлением, и механический способ удаления окалины. На травильных линиях удаляют окалину, совмещая оба способа ее удаления: сначала полоса проходит через окалиноломатель, где происходит взламывание окалины и ее механическое удаление, а затем производится растворение оставшейся на полосе окалины в растворах кислот.

Процесс травления металла основан на взаимодействии окалины с кислотами. При этом окалина претерпевает химические превращения и отделяется от основного металла. Кроме того, удаление окалины происходит также в результате выделения газообразного водорода, скапливающегося под окалиной и отрывающего ее от металла.

Самыми распространенными кислотами, применяемыми для травления, стали, являются серная (Н₂SO₄) и соляная (HCl) кислоты.

При травлении выделяется водород. Скапливаясь под слоем окалины, он создает давление, достаточное для механического отделения (отрыва) окалины с поверхности металла. Этот процесс значительно ускоряет очистку поверхности полосы от окалины.

Интенсивность травления сильно зависит от концентрации и температуры травильных растворов. Ниже приведены оптимальные значения этих параметров, установленные на практике:

Тип кислоты Концентрация, % Температура раствора, °С

H₂SО₄ 20 ÷ 23 80 ÷ 95

НС1 16 ÷ 25 65 ÷ 85

Например, на предприятии АрселорМиттал Темиртау, в отличие от российских металлургических предприятий с полным циклом, для травления применяют раствор соляной кислоты, с первичной концентрацией 18 ÷ 20 %.

Водород, выделяющийся при травлении, способствует удалению окалины, но вместе с тем диффундирует в металл, понижая его пластичность. Такое нежелательное изменение свойств металла называется водородной (травильной) хрупкостью. Для предохранения металла от проникновения водорода и уменьшения воздействия кислоты на сам металл в травильные растворы вводятся присадки-ингибиторы. Они содержат вещества, которые адсорбируются на поверхности металла и образуют молекулярную пленку, защищающую его от растворения; при этом скорость растворения оксидов не замедляется. Ингибиторы выполняют и другую важную функцию: они вызывают образование пены на поверхности травильного раствора, уменьшая тем самым испарение кислоты и улучшая атмосферные условия в цехе.

Использование соляной кислоты в качестве травильной среды имеет ряд существенных преимуществ. Прежде всего, соляная кислота является более активной, чем серная, особенно по отношению к оксидам, что позволяет сократить время травления. Качество поверхности полос после обработки в соляной кислоте лучше, чем после обработки в серной. Сокращается выделение водорода, в связи, с чем уменьшается опасность возникновения водородной хрупкости. Соляная кислота легче и полнее удаляется с поверхности полос в промывных ваннах. Важное значение имеет то обстоятельство, что образующиеся при травлении соли соляной кислоты достаточно легко поддаются термическому расщеплению на хлористый водород и оксиды железа. Оба этих продукта возвращаются в производство. Хлористый водород, растворяясь в воде, дает свежую соляную кислоту, а оксиды железа используются в порошковой металлургии и других отраслях промышленности.

Травление в соляной кислоте идет в наружных и во внутренних слоях окалины. Соляная кислота достаточно хорошо растворяет не только вюстит, но и высшие окислы железа. При этом окалина не отваливается с образованием шлама на дне ванны или полосе, а почти полностью переходит в раствор. Считается, что потери металла при солянокислом травлении на ~25 % меньше, чем при травлении в серной кислоте вследствие уменьшения растворения чистого железа. При травлении в соляной кислоте повышается интенсивность растворения окалины, более редки перетравы. Травление в соляной кислоте приводит к получению более чистой поверхности, чем при травлении в серной кислоте. Большим преимуществом соляной кислоты является возможность полной регенерации отработанных солянокислых травильных растворов.

Однако, освоение солянокислотного травления встречает и определенные трудности. Применение весьма агрессивной соляной кислоты требует соответствующей защиты оборудования травильных агрегатов от ее воздействия. Внутренние поверхности травильных ванн выкладываются из кислотоупорного кирпича, облицовываются гранитными и базальтовыми плитами; крышки ванн изнутри покрываются слоем кислотостойкой резины и т.д. Особую опасность представляют очень вредные выделения паров хлористого водорода в атмосферу. В связи с этим необходимо обеспечивать тщательную герметизацию ванн и иметь мощную вентиляционную систему для отсоса выделяющихся испарений.

Травление, как правило, осуществляется в горячем растворе, затем полоса отжимается парами отжимных роликов промывается, сушится, подрезается кромка. Обработанная таким образом полоса передается на станы холодного проката. [19]

Известны 2 метода травления погружением металла в ванну и подача раствора в виде струй под давлением.

Горячекатаные рулоны после остывания со склада горячекатаных рулонов задаются в травильные линии непрерывно-травильного агрегата (НТА) для удаления с поверхности полос окалины в растворе соляной кислоты в турбулентном режиме (рис. 3.6).

1 – двухпозиционный разматыватель; 2 – окалиноломатель; 3 – тянущие ролики;

4 – правильная машина; 5 – гильотинные ножницы; 6 – стыкосварочная машина;

7 – гратосниматель; 8 – листосшивная машина; 9 – петлевая яма; 10 – натяжные устройства; 11 – дрессировочная клеть; 12 – травильные ванны; 13 и 14 – ванны холодной и горячей промывки; 15 – сушильное устройство; 16 - петлевая яма; 17 – гильотинные ножницы; 18 – дисковые ножницы; 19 – промасливающее устройство; 20 – гильотинные ножницы; 21 – сверточная машина (моталка).

Рисунок 3.6. Схема непрерывного травильного агрегата горизонтального типа

При прохождении через травильный агрегат производится обрезка боковых кромок и укрупнение веса рулонов до 45 т. Агрегат состоит из трех частей: головной, средней (технологической) и хвостовой. В головную часть входят разматыватель рулонов, окалиноломатель, правильная машина, гильотинные ножницы, машины для стыковой сварки или сшивки полос (позиции 1-8). Средняя (технологическая) часть агрегата включает дрессировочный стан или растяжную машину для дополнительного механического разрушения окалины, травильные и промывочные ванны, сушильное устройство (позиции 9-15). В хвостовой части агрегата находятся гильотинные и дисковые ножницы, промасливающее устройство, моталка (позиции 16-20).

Окалиноломатель 2, куда поступает полоса с разматывателя 1, действует по принципу двойного изгиба полосы вокруг роликов малого диаметра. При этом часть окалины удаляется (отлущивается), а другая часть остается на полосе, но растрескивается, что облегчает последующее травление.

Для обеспечения непрерывности травления в НТА соединение полос с образованием непрерывной ленты осуществляется на стыкосварочной машине 6. Перед этим полосы проходят через правильную машину 4, их концы обрезаются на ножницах 5. После сварки грат (сварной валик) удаляется на установке 7. Для соединения полос из сталей, которые плохо поддаются сварке, используется сшивная машина 8.

В средней технологической части производится травление полосы с целью полного удаления окалины с ее поверхности в растворе соляной кислоты концентрацией 5÷20% и температурой 95 ^оС. Перед поступлением полосы в травильные ванны производится дополнительное механическое разрушение окалины. Для этого применяется дрессировочная клеть 11 (обжатие 2÷5%) или машина пластического растяжения (удлинение до 3 %). Затем следует основная операция - травление. Травильная ванна разделена на 5 секций длиной по 25 м каждая. Расположение секций ванны каскадное, с переливом кислотного раствора навстречу движению полосы. Поддержание однородности раствора осуществляется перемешиванием раствора паром, подаваемым в каждую секцию ванны. В процессе травления в травильном растворе образуется хлористое железо, допустимое содержание которого должно быть 15÷20 %. Из последней травильной ванны полоса поступает на промывку сначала в ванну 13 с холодной водой, а затем в ванну 14 с горячей. После этого полоса проходит через сушильное устройство 15, где она обдувается горячим воздухом.

В хвостовой части агрегата вырезают места сварки на ножницах 17 (с учетом необходимого укрупнения массы рулонов), обрезают боковые кромки полосы на дисковых ножницах 18, промасливают поверхности металла в устройстве 19, сматывают полосы в рулоны на моталке 21. Для получения рулонов заданной массы используются ножницы 20.

Из изложенного ясно, что головная и хвостовая части агрегата работают с периодическими остановками, требующимися для сварки концов полос (в головной части) и вырезки мест сварки или разрезки бесконечной ленты на рулоны мерной массы (в хвостовой части). Вместе с тем скорость движения полосы через травильные ванны должна быть постоянной, соответствующей технологической инструкции. Это достигается включением в состав агрегата накопителей полосы (петлевых ям) 9 и 16. Во время сварки и снятия грата полоса поступает в травильные ванны из петлевой ямы 9; после завершения указанных операций головная часть агрегата начинает работать с повышенной скоростью, благодаря чему в петлевой яме опять создается запас полосы. Аналогичную функцию выполняет петлевая яма 16. Пока вырезают места сварки, полоса накапливается в этой яме, а затем хвостовая часть агрегата включается в работу на повышенной скорости. Максимальная скорость прохождения полосы через травильные ванны на агрегатах горизонтального типа находится в пределах 3÷6 м/с.

В таблице 3.6 приведены значения концентраций маркерных загрязняющих веществ при травлении.

Таблица 3.6. Маркерные вещества и их концентрация

№ п/п	Наименование ЗВ	Средняя концентрация, мг/Нм³
1	2	3
1	HCl	36,255
2	Диоксид серы (SOx)	73,032

3.2.2. Холодная прокатка травленых горячекатаных рулонов для производства холоднокатаной продукции, для продукции с покрытием

После травления, промывки и сушки производится обрезка кромок, затем полосы сматываются в укрупненные рулоны массой от 20т до 45т. Часть травленых горячекатаных рулонов передается в производство жести, другая на транспортер загрузочного устройства пятиклетьевого стана холодной прокатки 1700.

Оборудование стана по своему назначению можно разделить на следующие основные части:

1. Головная часть, в которую входят механизмы подачи, подготовки и размотки рулонов, правки, сварки и транспортирования полосы с натяжением.

2. Петлевое устройство (петлевой аккумулятор), включающее механизмы создания натяжения, поддержания и центрирования полосы для обеспечения непрерывной работы стана во время остановок головной части для сварки полос.

3. Входная часть, обеспечивающая подачу полосы из петлевого устройства в первую клеть и включающая в себя механизмы создания натяжения и центрирования полосы.

4. Прокатный стан, состоящий из пятиклетьевой группы с вспомогательными механизмами.

5. Выходная часть, включающая механизмы натяжения, разрезания и смотки полосы, снятия и уборки готовых рулонов.

Рисунок 3.7. Технологическая схема непрерывного 5 клетьевого стана 1700 холодной прокатки рулонов

Рулоны цепным транспортером подаются в разматыватель, вращением которого полоса подается правильно-натяжной машине и дальше до захвата ее конца валками клети №1 стана. Передний конец полосы отгибается специальным устройством и задается в тянущие ролики, которые подводят полосу к валкам первой клети. Пройдя через все клети (с заданным обжатием), передний конец полосы попадает на барабан моталки. С помощью захлестывателя начинается намотка полосы на барабан. Все указанные начальные операции выполняются на малой, заправочной скорости (0,5 ÷ 2,0 м/с). После намотки на барабан 3-4 витков полосы стан переводится на рабочую скорость. Когда прокатка рулона завершается и в разматывателе остается 2-3 витка полосы, скорость стана снова снижается до заправочной. На станах бесконечной прокатки концы полос свариваются, поэтому паузы при прокатке отсутствуют. Во время сварки полоса продолжает поступать и валки из петленакопителя. На этих станах скорость прокатки снижается лишь во время прохождения сварного шва, а также перед разрезкой полосы летучими ножницами и заправкой ее переднего конца на свободную моталку. Если поступающие на стан рулоны составлены (сварены) из нескольких полос, то прокатка сварных швов также осуществляется на пониженной скорости (около 5 м/с).

Суммарное обжатие на станах холодной прокатки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в большинстве случаев находится в пределах 50÷97 %.

Холодная прокатка полос всегда ведется с натяжением. Оно создается принудительно между всеми клетями за счет некоторого рассогласования чисел оборотов валков (по сравнению со свободной прокаткой). В последней клети непрерывного стана переднее натяжение создается действием моталки. На реверсивных станах моталки создают переднее и заднее натяжение.

Положительная роль натяжения заключается, во-первых, в том, что снижается давление металла на валки, и во-вторых, обеспечивается получение более ровных полос. Однако применение слишком высоких натяжений опасно из-за возникновения разрывов полос при прокатке. Обычно величина удельного натяжения устанавливается в пределах (0,2–0,5) s_т, где s_т - предел текучести металла с учетом наклепа. Удельное натяжение между последней клетью и моталкой принимается более низким, менее 0,1 s_т, во избежание образовании чрезмерно плотных рулонов и сваривания витков при последующем отжиге.

После последнего пропуска, перед сматыванием производится очистка поверхности от сгоревшей смазки и грязи путем подачи на полосу специального раствора. Осуществляется автоматическое регулирование толщины полосы в процессе прокатки.

На стане производится прокатка холоднокатаных полос толщиной 0,5 ÷ 2,5 мм с применением смазочно-охлаждающей жидкости (эмульсии технологической смазки и воды). При прокатке полос толщиной 0,17–0,5 мм используется технологическая смазка типа пальмового масла и его модификаций. Основное назначение технологической смазки - уменьшение сил внешнего трения на контактных поверхностях в очаге деформации. Благодаря этому снижается усилие прокатки и сокращается расход энергии, следовательно, появляется возможность увеличения обжатий. Смазка полосы при прокатке реализуется посредством водомасляной смеси (ВМС) и смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ).

ВМС получают смешением технологической смазки с обессоленной водой. В качестве СОЖ используется жидкость, образующаяся в результате эмульгирования технологической смазки в составе ВМС и хим. очищенной воды, подаваемой для охлаждения валков.

Подача ВМС и СОЖ на полосу при прокатке должна обеспечивать:

снижение сил трения;

теплоотвод от валков;

образование минимума продуктов износа валков и полосы;

минимальное разложение смазки при прокатке;

легкость удаления с полосы продуктов износа валков и полосы, продуктов разложения технологической смазки.

Современные станы холодной прокатки относятся к числу высокомеханизированных и автоматизированных агрегатов. Для регулирования профиля полос и повышения точности прокатки рабочие клети оборудуются установками принудительного изгиба (противоизгиба) валков. Воздействие на технологический процесс осуществляется с помощью ряда систем автоматического регулирования: толщины полосы (СAPT), натяжений (САРН), профиля и формы полосы (САРПФ), подачи смазочно-охлаждающей жидкости (САПОЖ). Эти системы, а также многие другие, необходимые для автоматического выполнения различных операций (настройка стана, перевалка валков и др.), составляют АСУ ТП стана.

Максимальная скорость прокатки на четырех- и пятиклетевых непрерывных станах достигает 25 ÷ 30 м/с.

Часть прокатанных рулонов передается в цех горячего алюминирования. Прокатанные рулоны поступают в термическое отделение для "светлого" отжига в атмосфере защитного газа.

В таблице 3.7 приведены значения концентраций маркерных загрязняющих веществ при нанесении полимерного покрытия.

Таблица 3.7. Маркерные вещества и их концентрация

№ п/п	Наименование ЗВ	Макс. концентрация, мг/Нм³
1	2	3
1	ЛОС	351,9

3.2.3. Отжиг металла в колпаковых печах (КП)

Основным видом термической обработки углеродистой стали после холодной прокатки является отжиг, который необходим для устранения наклепа, полученного при холодной деформации, и восстановления пластических свойств металла. Температура нагрева металла 680÷720 °С. С точки зрения структурных превращений этот отжиг является рекристаллизационным.

Незначительную по объему производства часть металла подвергают нормализации или поставляют потребителям в нагартованном состоянии. Основной объем холоднокатаной листовой стали проходит рекристаллизационный отжиг (может быть длительным - для рулонов и кратковременным - для полос в проходных печах), который производят при температуре 630÷700 °С, конечная температура светлого охлаждения под муфелем 120 ^оС – для качественного и 140^о÷160 ^оС – рядового металла. Защитная среда - азот с добавкой (3÷4 % водорода)

Отжиг осуществляется в колпаковых и башенных печах, а также на агрегатах непрерывного светлого отжига (АНО).

Наиболее широко распространены одностопные колпаковые печи.

Схема такой печи показана на рис. 3.8.

1 — стенд; 2 — стопа рулонов; 3 — муфель; 4 — песочный затвор; 5 — переносной нагревательный колпак; 6 — инжекционная горелка; 7 — дымовое окно; 8 — эжектор;

9 — труба для подачи защитного газа; 10 — вентилятор; 11 — конвекторная прокладка; 12 — труба для выхода защитного газа

Рисунок 3.8. Схема одностопной колпаковой печи для отжига рулонов

На неподвижном стенде 1 устанавливается стопа из 3-4 рулонов 2, которая накрывается муфелем 3, изготовленным из жаропрочной стали. Внизу муфель герметизируется песочным затвором 4. Нагрев рулонов осуществляется с помощью переносного колпака 5, в нижней части которого по периметру расположены горелки 6. Колпак футерован легковесным огнеупорным кирпичом. Топливом для горелок служит природный или коксовый газ, или смесь этих газов с доменным. Продукты сгорания омывают муфель 3, нагревают его и через дымовые окна 7 отсасываются эжектором 8. Перед нагревом под муфельное пространство, где расположены рулоны, заполняется защитным (нейтральным) газом, в качестве которого используется азото-водородная смесь (96 % азота и 4 % водорода). Защитный газ предотвращает окисление поверхности металла при нагреве. Отжиг в защитной атмосфере имеет особое название - светлый отжиг.

С целью выравнивания температуры металла по высоте стопы и ускорения процесса нагрева вентилятором 10 осуществляется принудительная циркуляция защитного газа в подмуфельном пространстве. Для прохождения газа между рулонами устанавливаются конвекторные (ребристые) прокладки 11.

Весь цикл отжига можно разделить на три периода: нагрев металла до заданной температуры (10÷22 ч); выдержка при максимальной температуре (24÷36 ч); охлаждение до температуры окружающей среды (60÷85 ч). Общая продолжительность пребывания металла на стенде составляет от 105 до 150 ч, в зависимости от массы рулонов, марки стали, толщины полосы и других факторов.

После распаковки рулоны устанавливаются на участке принудительного охлаждения, где в течение 40÷70 часов охлаждаются. Цикл отжига с охлаждением составляет 145÷220 часов. Тепловой режим печей автоматизирован.

В таблице 3.8 приведены значения концентраций маркерных загрязняющих веществ при нагреве полуфабриката в процессе отжига

Таблица 3.8. Маркерные вещества и их концентрация

№ п/п	Наименование ЗВ	Макс. концентрация, мг/Нм³
1	2	3
1	NOx	292,99

3.2.4. Отжиг металла в агрегатах непрерывного отжига (АНО)

Все более широко применяются непрерывные агрегаты светлого отжига с вертикальными и горизонтальными протяжными печами. По сравнению с колпаковыми печами они обладают значительными преимуществами: более высокой производительностью (до 60÷80 т/ч), компактностью, меньшими капитальными затратами, сокращением численности обслуживающего персонала. Агрегаты непрерывного отжига (АНО) удобны для автоматизации и варьирования режимов термообработки. Они обеспечивают получение однородной структуры и стабильных свойств металла. Схема АНО приведена в п. 3.3.3.

3.2.5. Дрессировка металла

После отжига тонколистовая сталь подвергается дрессировке. Этим термином обозначается процесс окончательной отделки поверхности металла и получение конечных механических свойств. Дрессировка – холодная прокатка отожженного металла с малыми обжатиями, обычно в пределах 0,8÷5 %, позволяющая осуществлять упрочнение поверхностных слоев при сохранении пластичности внутренних. Это обеспечивает хорошую штампуемость, предотвращает появление линий сдвига (линии в виде надломов поперек прокатки или под углом) во время штамповки и создание остаточных напряжений. Если подвергать штамповке отожженную листовую сталь, не прошедшую дрессировку, то поверхность изделий становится грубо шероховатой, образуется так называемая "апельсиновая корка". Это является следствием выхода на поверхность линий сдвига (линии Чернова-Людерса). Изделия с такой поверхностью мало пригодны для покраски, эмалирования или нанесения других покрытий. В процессе дрессировки тонкие приконтактные слои металла обжимаются в валках и впоследствии при штамповке линии сдвига на поверхности не проступают.

В процессе дрессировки устраняется волнистость и коробоватость, то есть улучшается планшетность. Несколько улучшаются механические свойства металла (предел текучести немного понижается, прочность увеличивается), формируется необходимый микрорельеф поверхности продукции.

При дрессировке большое значение имеют степень обжатия (деформация) и температура металла перед дрессировкой.

Малоуглеродистые стали очень мягкие, обладают высоким пределом текучести и с течением времени изменяют свои механические свойства: повышается прочность, твердость, и уменьшается пластичность. Это явление называется старением стали. Уменьшить предел текучести можно прокаткой с обжатием 0,8÷1,2%. Такое обжатие мало влияет на механические свойства, но снижает предел текучести. С увеличением степени деформации процесс старения замедляется, однако, при этом ухудшаются пластические свойства стали. На скорость старения большое влияние оказывает температура. В летнее время сталь стареет быстрее, чем в зимнее, так как этому способствует повышенная температура окружающей среды.

После дрессировки металл может стареть в различной степени: чем дольше металл выдержан перед дрессировкой, чем лучше он остыл после термообработки (температура должна быть не более 40 °С), тем медленнее протекает процесс старения.

При рулонном способе производства дрессировка ведется с передним и задним натяжением. На практике величина удельных натяжений чаще всего находится в пределах: переднее (0,2÷0,5) s_т, заднее (0,1÷0,2) s_т. Величина применяемых натяжений растет с уменьшением толщины прокатываемых полос.

Наилучшие результаты дает дрессировка с технологической смазкой. Применение смазки (эмульсии) позволяет несколько снизить давление на валки и, самое главное, способствует удалению загрязнений с поверхности полос.

В зависимости от толщины полоса подается или непосредственно в рабочие валки дрессировочной клети (толщина 1,0÷3,5 мм) или же в ролики натяжного устройства (толщина 0,4 ÷ 1,0 мм). Дрессировка осуществляется при небольших обжатиях (до 3 %), с натяжением, при скорости до 25 м/с. После прохождения дрессировочной клети конец полосы заправляется на барабан моталки, сматывается в рулон, передается на транспортер, на котором обвязывается механизированным способом и далее, в зависимости от назначения, передаются на агрегат покрытий или на агрегат резки и упаковки. Иногда дрессировка является последней технологической операцией в цехе холодной прокатки. Отделка (порезка, обработка, упаковка) холоднокатаной полосы

Продрессированные рулоны задаются на агрегаты продольной и поперечной резки, где происходит подрезка кромки, промасливание консервационным маслом и в зависимости от заказа смотка полосы в рулоны, либо порезка в листы на мерные длины. Далее металл упаковывается и отгружается потребителям. В потоке производится автоматическая сортировка листов по толщине.

Проектная мощность цеха, предприятия А, введенного в эксплуатацию в 1973 году, составляла 1300,0 тыс. т. в год. В настоящее время после ряда реконструктивных мероприятий она увеличена до 1410.0 тыс. т. год.

Стан должен обеспечивать получение полосы с требуемым обжатием и одинаковой вытяжкой по ширине полосы, получение профиля в соответствии с требованиями международных, межгосударственных стандартов и технических условий и отсутствием дефектов на полосе.

Производство холоднокатаного металла за период работы с 2015 по 2019 годы представлено в таблице 3.4. Производство холоднокатаного проката изменялось от 927534 до 1075032 т/год готового проката. Расход холоднокатаной полосы за данный период работы составил 1,0 т/т готового проката.

Таблица 3.9. Расход материалов на производство холоднокатаного проката

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции, т/т
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Производство холоднокатаного проката	т	977937	1075032	1123164	927534	1013057
2	Вода обессоленная	м³	0,12	0,116	0,114	0,128	0,124
3	доменный газ	м³	164,5	184,5	172,2	178,3	198,
4	коксовый газ	м³	69,3	61,5	67,9	69,1	48,4
5	Консервационное масло	т	0,000183	0,000075	0,000115	0,000104	0,000103
6	пар	Гкалл	37,9	51,9	44,8	39,0	47,8
7	Полоса стальная горячекатаная	т	1,442	1,416	1,387	1,343	1,179
8	сжатый воздух	м³	119,551	109,985	109,7498	122,5562	103,4404
9	соляная кислота	т	3,07	3,11	3,81	3,73	3,24
10	Травленая горячекатаная полоса	т	1,38	1,36	1,0	1,343	1,135
11	Холоднокатаная дрессированная полоса	т	0,49	0,555	0,578	0,56	0,568
12	Холоднокатаная полоса	т	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
13	Холоднокатаная полоса (после отжига)	т	0,49	0,555	0,578	0,56	0,568
14	электроэнергия	кВт*ч	121,	119,8	120,	124,4	116,8
15	Эмульсол	т	0,43	0,42	0,42	0,44	0,37

3.2.6. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду от холоднокатаного проката

Выбросы в атмосферный воздух

При работе стана тандем выбросы в воздух содержат масла и пыль – твердые частицы от износа валков и прокатываемого металла.

При работе реверсивного стана: выбросы в воздух содержат значительные количества масел. Масло из системы фильтрации вытяжной вентиляции направляют на регенерацию.

При периодическом отжиге низколегированных и легированных сталей выбросы в воздух содержат значительные количества азота оксидов и серы диоксида.

При непрерывном отжиге низколегированных и легированных сталей основными эмиссиями в атмосферный воздух являются отходящие газы печей отжига, содержащие азота оксиды и серы диоксид, углерода оксид.

На комбинированных линиях отжига и травления высоколегированных сталей основными эмиссиями являются отходящие газы от печей (содержат серы диоксид, азота оксиды, от скрубберов установки травления (содержат азота оксиды, фтористый водород) и пыль после механического удаления окалины.

Состав характерных загрязняющих веществ при производстве холоднокатаного плоского проката представлен в таблице 3.10.

Таблица 3.10. Состав характерных загрязняющих веществ при производстве холоднокатаного плоского проката

№ п/п	Этап процесса/подпроцесс	Загрязняющие вещества
1	2	3
1	Резка/размотка	Пыль
2	Солянокислотное травление	Хлористый водород, пыль
3	Сернокислотное травление	Серная кислота, серы диоксид
4	Травление смесью кислот	Азота оксиды, фтористый водород
5	Прокат	Углеводороды (как ЛОС), пыль
6	Отжиг	Пыль, азота оксиды, серы диоксид
7	Регенерация соляной кислотой	Хлористый водород, пыль, серы диоксид, азота оксиды
8	Регенерация серной кислотой	Серная кислота, серы диоксид
9	Регенерация смеси кислот	Пыль, фтористый водород, азота оксиды

При травлении металлов в кислотах в атмосферу выделяется большое количество вредных газов и паров: азота оксиды, фтористый водород, пары серной кислоты, соли металлов. Для снижения вредных выбросов в травильных отделениях и отделениях покрытий (цинкования, алюминирования и др.) прокатных цехов устанавливают агрегаты непрерывного действия с герметизацией всех ванн, машин и аппаратов и организацией систем аспирации с дальнейшей очисткой выбросов в скрубберах и циклонах.

Водопотребление и сточные воды.

В цехах холодной прокатки вода используется для очистки поверхности материала, для приготовления травильных и обезжиривающих растворов, для промывки и охлаждения материала. При травлении и других процессах (промывка, газоочистка, регенерация кислот) образуются кислые стоки, при обезжиривании образуются также щелочные стоки.

Для охлаждения и смазки при прокатке используются водомасляные эмульсии, что приводит к образованию стоков с содержанием масел и твердых отходов. В зависимости от функционального назначения технологической смазки, ее вида, конструкции стана и его сортамента для подачи технологической смазки используют различные системы для подачи смазок и смазочно-охлаждающих жидкостей – прямого действия, циркуляционные, а также смешанного типа.

Новые многоклетевые прокатные станы оборудуются двумя-тремя отдельными циркуляционными системами. При оборудовании стана тремя системами первая клеть оборудуется отдельной системой, что предотвращает загрязнение остальных систем травильным шламом и промасливающей смазкой. Средние клети имеют отдельную систему для подачи основной СОЖ, применяемой для прокатки. Последняя клеть также оборудуется отдельной системой для подачи эмульсии (небольшой концентрации), воды или моющего раствора. Раздельные системы повышают чистоту эмульсии и качество поверхности листов.

На станах холодной прокатки охлаждающая вода требуется для рассеяния тепла от процесса прокатки и от печей отжига. Тепло от процесса прокатки отдается охлаждающей воде главным образом через эмульсию или ее охладитель и частично через СОЖ.

Основными потребителями охлаждающей воды являются:

охлаждение эмульсии на линиях тандем;

дрессировочная клеть после установки периодического отжига;

установка непрерывного отжига с дрессировочной клетью;

охлаждение трансформаторов и двигателей;

устройства жидкой смазки.

Нагретая охлаждающая вода охлаждается либо технической водой в пластинчатых теплообменниках, либо испарением в градирне. Преимуществом охлаждения в теплообменниках является значительная экономия химикатов (ингибиторы коррозии, мягчители, диспергаторы и биоциды), которые возвращаются в цикл, а не сбрасываются. При охлаждении в градирне, напротив, необходим регулярный частичный сброс воды из-за повышения концентрации солей вследствие испарения. Выбор той или иной системы охлаждения зависит от местных условий.

При периодическом и непрерывном отжиге низколегированных и легированных сталей охлаждающая вода используется в оборотных системах. Вода, используемая для косвенного охлаждения, циркулирует в закрытых системах.

При холодной прокатке металла сточные воды, образующиеся от охлаждения оборудования, нагревательных агрегатов, масло- и воздухоохладителей, не загрязняются, а только нагреваются на 5÷8 ^оC.

При работе стана тандем образуются сточные воды, которые подлежат очистке. При работе реверсивного стана сточные воды содержат твердые взвеси, соли железа и легирующих металлов, следы масла. При непрерывном отжиге низколегированных и легированных сталей образующиеся сточные воды, содержат масла и твердые частицы.

В цехах холодной прокатки используется система оборотного водоснабжения с очисткой воды от технологических смазок, эмульсий и механических примесей. Перед подачей на стан необходимое качество воды достигается сочетанием последовательной очистки в горизонтальных отстойниках и в установке флотации с доочисткой на фильтрах.

Сточные воды от операций холодной прокатки, которые невозможно использовать повторно, перед сбросом должны быть очищены.

На сегодняшний день основными загрязняющими веществами в составе сточных вод являются: углеводороды (масла), твердые взвешенные частицы, тяжелые металлы (железо, хром общий, никель, цинк).

Как наиболее значимую идентифицируют стадию травления, на которой следует контролировать следующие параметры: количество кислых сточных вод, содержание в кислых сточных водах органических веществ (по ХПК), Cr (VI)), фторидов (при использовании фтористоводородной кислоты).

Кислые сточные воды после промывки или регенерации кислоты обычно обрабатываются нейтрализацией такими агентами, как гидроксид кальция или гидроксид натрия. Растворенные ионы металлов осаждаются в виде гидроксидов, а затем разделяются техниками седиментации, включая осветление или фильтрацию. Иногда для облегчения процесса используются флокулянты. Осадок не поливают, например, с помощью фильтр-прессов, чтобы уменьшить конечный объем осадка.

При использовании процессов электролитического химического предварительного травления могут потребоваться дополнительные стадии очистки сточных вод. Обычно они могут включать процессы восстановления хрома (VI) с использованием бисульфита натрия или соединений железа (II).

Потоки щелочных сточных вод можно нейтрализовать с помощью HCl, отфильтровать и затем слить.

Отработанные охлаждающие жидкости/смазочные материалы (эмульсии) обрабатываются разрушением эмульсии, либо термическим, химическим, механическим или физическим, с последующим разделением воды и масляной фазы.

Кислотная промывочная вода из травильной установки может использоваться в качестве промывочной воды для газоочистителей и в качестве технологической воды в регенерационной установке. Если кислая вода не используется повторно или частично не используется в качестве технологической воды, она нейтрализуется известью или NaOH в установке нейтрализации перед сбросом. Осадок обезвоживается в фильтр-прессах, а затем утилизируется.

Хотя кислые сточные воды от газоочистки и другие кислые сточные воды часто нейтрализуются, а отстой утилизируется, существуют процессы, которые позволяют рециркулировать эти потоки сточных вод.

Отходы производства.

При холодной прокатке образуются различные твердые отходы в форме скрапа, шламов от очистки сточных вод, пыли, а также жидкие отходы. При работе стана тандем в качестве отходов образуются масляные шламы от разделения эмульсий и очистки воздуха от прокатных клетей. В процессе отжига образуются твердые отходы: шламовый кек, окалина, замасленный шлам.

Сульфат железа (FeSO₄·7H₂O) от регенерации серной кислоты можно использовать: для производства комплексных солей железа; в качестве флокулянта для очистки сточных вод; для производства адсорбентов; в качестве мелиорационного средства; для производства пигментов на основе оксидов железа; для производства серной кислоты.

Оксиды железа от регенерации соляной кислоты можно использовать в качестве исходного материала: для производства ферромагнитных материалов; для производства порошкового железа; для производства строительных материалов, пигментов, стекла и керамики.

Шламы от очистки сточных вод лишь в небольшой мере удается подвергнуть рециклингу и в основном их отправляют на полигон отходов.

3.3. Производство жести

Белая (луженая) жесть - основной материал для производства контейнерной тары и тароупаковочных изделий, широко применяется в пищевой, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности благодаря высокой коррозионной стойкости оловянного покрытия в различных агрессивных средах, а также хорошей штампуемости.

Различают жесть белую и черную. Наиболее распространенной является белая (луженая) жесть, полученная из черной жести путем нанесения на нее тонкого слоя олова. Металлическую основу для белой жести изготавливают из спокойной, полуспокойной и кипящей стали. Для уменьшения расхода олова жесть должна иметь определенное качество поверхности. В последнее время все больше производят жесть с покрытием лаком.

Характерным для современного производства жести является холодная прокатка ее в рулонах с применением непрерывных процессов травления, отжига, дрессировки, электролитического лужения.

Предприятием А производится жесть следующего сортамента:

жесть белая электролитического лужения толщиной 0,17÷0,36 мм, шириной 712÷1024 мм;

жесть черная толщиной 0,17÷0,36 мм, шириной 712÷1024 мм;

листовая холоднокатаная сталь толщиной 0,35÷0,63 мм, шириной 712÷1020 мм (рулоны и листы конструкционной и кровельной стали).

Каждый вид продукции имеет свой технологический поток.

Жесть производят в цехе жести, в состав которого входит: прокатное отделение с шестиклетевым станом 1400 бесконечной прокатки, двухклетевым дрессировочным станом 1400, двухклетевым прокатно-дрессировочным станом 1400.

Производственная мощность цеха предприятия А, составляет 850,0 тыс.т проката.

Показатели производства жести за 2015–2019 годы (согласно данным КТА) приведены в таблице 3.11.

Таблица 3.11. Расход материалов на производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции, т/т
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)	т	363814	389769	429727	313562	140503
2	доменный газ	м³	100,104	126,804	164,036	158,562	234,075
3	коксовый газ	м³	63,371	57,447	90,997	88,334	70,282
4	олово	Кг/т	5,51	5,5	5,43	5,17	5,27
5	подкат горячекатаный	тонн	1,124	1,093	1,095	1,122	1,164
6	электроэнергия	кВт*ч	370,	350,	340,	340,	579,

3.3.1. Холодная прокатка травленых горячекатаных рулонов для производства жести, производства продукции с покрытием

Холоднокатанная прокатка травленных горячекатаных полос назначением на жесть, контструкцию, подкат для АНГА производится на шестиклетевом стане 1400 на заданные толщины.

Травленые рулоны из ЛПЦ-2 поступают на шестиклетевой стан. В головной части стана производится сварка полос в непрерывную ленту, которая поступает в прокатный стан. На стане с применением технологической смазки производится прокатка жести и холоднокатаных полос толщиной 0,17÷0.63 мм и шириной 750÷1250 мм. Прокатанные полосы сматываются в рулоны массой до 30 т. Часть прокатанных рулонов передается в цех горячего алюминирования.

По заказам в цехе жести производятся следующие виды металлопродукции: жесть белая и черная, прокат конструкционный и кровельный, подкат для производства оцинкованной продукции и продукции с полимерным покрытием. Каждый вид продукции имеет свой технологический поток. На 6 клетевом стане стане прокатывается жесть толщиной 0,17÷0,36 мм. Производство конструкционного листа и кровельного проката включает: прокатку полос на 6-ти клетевом стане, "светлый" отжиг в колпаковых печах или непрерывный отжиг в башенных печах, дрессировку полос на 2-х клетевом дрессировочном стане, порезку на агрегатах резки, упаковки, маркировки.

Подкатом для цеха жести служит горячекатаная полоса толщиной 2,0÷2,8 мм, шириной 750÷1250 мм в рулонах массой до 30 т. Жесть изготовляют из низкоуглеродистой стали (0,07÷0,1 % С).

Холодная прокатка горячекатаной полосы толщиной 2,0÷2,8 мм до толщины 0,17÷0,63 мм осуществляется на непрерывном шестиклетевом стане 1400 (ширина бочки валка), имеющем рабочие валки диаметром 605÷585 мм и опорные диаметром 1400÷1360 мм; заправочная скорость – до 2 м/с; максимальная при установившемся режиме прокатки до 30 м/с.

На 6 клетьевом стане холодной прокатки осуществляется длительная прокатка горячекатаных полос со сваркой в потоке полос предыдущего и последующего рулонов.

Для обеспечения длительной непрерывности ("бесконечности") процесса прокатки в головной части стана установлены машина для стыковой электросварки концов полос предыдущего рулона с последующим и петлевой накопитель (аккумулятор) полосы, за счет которого процесс прокатки не прекращается во время сварки концов полос. В стыкосварочной машине концы полос обрезаются, полосы свариваются встык и сварной шов (грат) зачищается. Далее полоса поступает в подземный петлевой накопитель и при помощи натяжных роликовых устройств направляется в валки первой клети стана.

По выходе из последней клети стана непрерывно движущаяся тонкая полоса разрезается летучими ножницами и двумя моталками (поочередно) сматывается в рулоны требуемой массы. Рулоны снимаются с барабанов моталок снимателями, обвязываются полоской по окружности, взвешиваются на весах и подаются на два цепных транспортера.

Холодная прокатка жести характеризуется большими суммарными обжатиями, которые достигают 85÷95 %. В связи с этим, в процессе прокатки происходит существенное изменение свойств стали. Показатели пластичности уменьшаются, а показатели прочности увеличиваются. При этом, учитывая то, что прокатка ведется с натяжением, а толщина прокатываемого металла в последних клетях может быть менее 0,3 мм, значительно возрастает риск порыва полосы. Концы полос, вследствие сильного наклепа очень травмоопасны для оборудования стана и, в первую очередь, для валков.

Таким образом, в случае порыва полосы велика вероятность дополнительных затрат времени на перевалку поврежденных валков, что снижает производительность стана и увеличивает расход валков. Кроме того, при недостаточной пластичности прокатываемого металла, имеющей место при производстве жести, велик риск возникновения и развития поверхностных дефектов полосы, которые также влияют на пластичность металла в процессе прокатки и на качество готового продукта. На 6-ти клетьевом стане установлены приборы для измерения давления на валки, измерения натяжения между клетями, измерения толщины полосы, измерения профиля полосы.

Производство конструкционного листа и кровельного проката включает: прокатку полос на 6 клетьевом стане, "светлый" отжиг в колпаковых печах или непрерывный отжиг в башенных печах, дрессировку полос на 2-х клетьевом дрессировочном стане, порезку на агрегатах резки, упаковки, маркировки.

Производство черной жести дополнительно проходит очистку полос в агрегатах очистки и обработку рулонов на агрегатах подготовки полос с удалением дефектных участков рулона.

Производство белой жести, в сравнении с производством черной, включает дополнительную технологию нанесения олова на черную жесть в линиях агрегатов электролитического лужения. В линиях агрегатов лужения производится обезжиривание, декапирование (травление), промывка полос, нанесение олова электролитическим способом, промасливание и смотка белой жести в рулоны массой до 16 т. В соответствии с заказами наносится заданная масса покрытия оловом от 2,8 до 8,4 г на 1 м² поверхности полосы. Рулоны передаются на агрегаты резки листов до заданных размеров. Жесть в пачках и рулонах подвергается упаковке, маркировке и отгрузке потребителям.

3.3.2. Электролитическая очистка рулонов

После прокатки полосы обязательно подвергаются очистке с целью удаления с их поверхности остатков масла и загрязнений. Обычно применяются агрегаты электролитической очистки, в которых удаление загрязнений ведется комбинированно различными способами: растворением (омылением) масляных остатков в щелочном растворе, протиркой щетками, промывкой водой, пропусканием полосы через ванну электролитического обезжиривания, повторной протиркой и промывкой. Электролитическое обезжиривание в щелочном растворе при температуре 80 ºС.

Метод обезжиривания может быть катодный, анодный или бесконтактный анодно-катодный. При обезжиривании анодно-катодным методом ток подают на электроды из нержавеющей стали. Полоса попеременно в одном проходе каждой ванны является анодом, в другом – катодом. Между проходами в ваннах установлены гуммированные стальные изолирующие перегородки.

При пропускании постоянного электрического тока через раствор обезжиривания на отрицательно заряженном участке полосы (катоде) выделяется водород, на положительно заряженном (аноде) – кислород.

Катод (–): H₂O + 2ē ® H₂+ 2OH^–

Анод (+): 2ОН^– — 4ē ® О₂+ 2H⁺

Жировая пленка и загрязнения на поверхности полосы отрываются за счет выделения пузырьков газа. Вследствие того, что поверхностная энергия на границе раствор-газ больше чем на границе масло-раствор, каждый пузырек всасывается каплей масла. Пузырьки по мере роста отрываются с поверхности раствора вместе с маслом.

После обезжиривания проводится промывка металла водой для удаления с поверхности полосы остатков обезжиривающего раствора.

3.3.3. Отжиг рулонов в агрегатах непрерывного отжига (АНО) и колпаковых печах (КП)

При прокатке жести на станах холодного проката суммарные обжатия составляют 85÷95 %, что приводит к изменению свойств металла. Для обеспечения требуемых характеристик металла проводится термический отжиг.

Отжиг полосы в агрегатах непрерывного отжига (АНО) и колпаковых печах (КП) предназначен для придания прокату заданных механических свойств (твердости). Выбор способа отжига определяется необходимым уровнем механических свойств жести согласно требованиям потребителей белой жести.

При производстве жести для глубокой вытяжки и листов кровельной и конструкционной стали рулоны со стана 1400 подвергаются обезжириванию в двух отдельных агрегатах электролитической очистки и светлому отжигу в колпаковых печах. При отжиге в колпаковых печах (КП) получают жесть различной твердости, для чего требуется соответствующее регулирование режима отжига. Отжиг жести обычно проводится в защитной атмосфере. Типовой защитный газ содержит 6÷10 % водорода, а остальное — азот. Циркуляция защитного газа в подмуфельном пространстве обеспечивается стендовыми вентиляторами. Контроль температуры печи и металла осуществляется с помощью термопар.

Колпаковые печи бывают одно-, трех-, четырех-, восьмистопными. Печи обычно отапливаются смешанным коксодоменным газом. Для производства белой жести отжигу в колпаковых печах подвергаются холоднокатаные рулоны, прошедшие очистку на агрегатах электролитической очистки. Отжиг, как правило, проводится в несколько ступеней с различной температурой на каждой ступени. Регулирование температуры осуществляется в автоматическом режиме.

Агрегат непрерывного отжига предназначен для светлого рекристаллизационного отжига полосы жести, имеющей значительный наклеп после прокатки на стане 1400 с обжатием 85÷95 %. В головной части агрегата имеется установка электролитической очистки (обезжиривания) полосы. Скорость полосы в средней (печной) секции агрегата 5÷10 м/с.

Агрегаты непрерывного отжига имеют ряд преимуществ по сравнению с колпаковыми печами: широкий диапазон твердости жести, высокая однородность физических и механических свойств металла по всей длине отожженой полосы, совмещение в одном агрегате очистки и отжига, ускорение процесса получения готовой продукции, экономия площади цеха (рис. 3.9).

1 — разматыватели; 2 — тянущие ролики; 3 — ножницы; 4 — машина для сварки концов полос; 5 — установка очистки полосы; 6, 9 — накопители полосы (петлевые башни); 7 — дисковые ножницы для обрезки боковых кромок; 8 — отжигательная печь (камеры: а — нагрева; б — выдержки; в — замедленного охлаждения; г — ускоренного охлаждения; д — окончательного охлаждения); 10 — ножницы для вырезки мест сварки; 11 — моталки

Рисунок 3.9. Схема агрегата непрерывного отжига

Агрегат непрерывного отжига включает в себя участок химической очистки полосы жести, где с полосы удаляют технологическую смазку, применяемую при холодной прокатке.

Рекристаллизационный отжиг полосы проводится в башенной печи, состоящей из нескольких камер нагрева, выдержки, камеры регулируемого охлаждения, быстрого охлаждения и окончательного охлаждения. В камере нагрева полоса нагревается до необходимой температуры (обычно 500÷600 °С) излучением от газовых радиационных труб. В камере выдержки полоса выдерживается при температуре отжига с помощью электронагревателей. В камере регулируемого охлаждения полоса охлаждается (обычно до 400÷450 °С) путем просасывания воздуха из цеха через трубы воздушного охлаждения. Далее полоса поступает в камеру быстрого охлаждения и охлаждается до более низкой температуры (обычно 100÷120 °С). Охлаждение производится струями защитного газа, циркулирующего по замкнутым контурам через водяные теплообменники (холодильники) с помощью циркуляционных вентиляторов. В камере окончательного охлаждения полоса охлаждается струйной обдувкой воздухом до температуры 60÷70 °С. Во всех камерах, кроме камеры окончательного охлаждения, имеется азотоводородная защитная атмосфера. Полученная чистая полоса черной жести с заданными параметрами твердости снимается с агрегата непрерывного отжига и передается для дальнейшей переработки на последующие переделы цеха.

Однако, в связи с большими скоростями нагрева и охлаждения при непрерывном отжиге металл в итоге имеет несколько повышенную прочность и пониженную пластичность, что препятствует использованию его для глубокой и весьма глубокой вытяжки. Поэтому в цехах устанавливают и колпаковые печи, и АНО. При производстве жести для глубокой вытяжки и листов кровельной и конструкционной стали рулоны со стана 1400 подвергаются обезжириванию в двух отдельных агрегатах электролитической очистки и светлому отжигу в колпаковых печах.

3.3.4. Дрессировка рулонов

Следующей за отжигом отделочной операцией углеродистой стали является ее дрессировка, заключающаяся в холодной прокатке листа (полосы) на дрессировочном или прокатно-дрессировочном станах с величиной относительной деформации 0,5÷3,0 %. Задачей процесса дрессировки является улучшение качества поверхности тонколистовой стали после холодной прокатки и отжига, а также создания поверхностного упрочнения (наклепа) для обеспечения штампуемости. Последнее имеет существенное значение для листов, подвергаемых в дальнейшем холодной штамповке, так как при недостаточно жесткой поверхности металла на ней могут появиться линии сдвига (следы от пересечения плоскостей сдвигов с внешней поверхностью листа). При этом качественное покрытие штампованных изделий другими металлами, лаками, красками исключено. Сюда относятся главным образом автотракторные листы, жесть и декапированные (отожженные и травленые) листы.

Двуклетевые станы применяют для дрессировки полос толщиной 0,22÷0,25, одноклетевые — для 0,3÷0,38 мм и больше.

Прокатно-дрессировочные станы имеют своим назначением существенное уменьшение толщины выпускаемой жести. Следует учитывать, что прокатка полос толщиной менее 0,16÷0,18 мм на основных 5- и 6-клетевых станах затруднительна. В связи с этим для получения тонкой жести толщиной 0,08÷0,15 мм приходится применять дополнительную, вторичную прокатку, что и осуществляется на прокатно-дрессировочных станах, состоящих из двух-трех клетей. Заготовкой в этом случае служат полосы толщиной 0,16÷0,30 мм. После прокатки на прокатно-дрессировочном стане металл, как правило, повторному отжигу не подвергается, т.е. полосы выпускаются в нагартованном состоянии.

Применение технологической смазки при дрессировке улучшает поверхность листов и уменьшает расход валков.

Необходимым условием для получений листа высокого качества является устойчивость процесса дрессировки, которая обеспечивается главным образом постоянством заднего и переднего натяжений, которые создаются специальными натяжными устройствами. Величина заднего и переднего натяжения обычно составляет не менее 0,40. При дрессировке листов штучным способом натяжение, естественно, осуществить нельзя.

На некоторых современных широкополосовых станах еще значительная продолжительность процесса дрессировки, осуществляемого на заправочной скорости. Это приводит к тому, что в каждом рулоне значительная длина полосы не приобретает качественных показателей от дрессировки. Поэтому необходимы агрегаты, обеспечивающие процесс непрерывной дрессировки листа, для чего в них следует осуществлять сварку рулонов. Это позволит сделать режим дрессировки более устойчивым, значительно улучшить качество дрессированных листов и повысить производительность.

Обрезка кромок, вырезка утолщенных и дефектных участков на агрегате подготовки полосы (АПП).

Другими отделочными операциями тонколистовой углеродистой стали являются продольная и поперечная резка полосы, смотанной в рулоны, для чего применяются агрегаты поперечной резки на мерные длины; агрегаты продольной резки широких полос, комбинированные агрегаты для поперечной и продольной резки. Масса исходных рулонов, подаваемых на агрегаты поперечной и продольной резки, достигает 40 т и более; скорость перемещения полосы в процессе резки 1÷7 м/с. [20]

3.3.5. Подготовка рулонов жести к лужению. Производство черной жести

Электролитическое травление в растворе серной кислоты с концентрацией 80÷100 г/л, струйная промывка, щеточно-моечная обработка, промывка.

Жесть, получаемая после отжига и дрессировки (или дополнительной холодной прокатки), называется черной жестью. В небольших количествах этот материал является конечной продукцией. Производство черной жести дополнительно проходит очистку полос в агрегатах очистки и обработку рулонов на агрегатах подготовки полос с удалением дефектных участков рулона.

3.3.6. Электролитическое лужение

Основную долю продукции жестепрокатных цехов составляет белая, луженая жесть. После холодной прокатки жесть подвергают обычно лужению с целью защиты ее от коррозии. Применение оловянного покрытия жести, предназначенной в основном для консервной промышленности, обусловлено хорошей коррозионной устойчивостью олова к агрессивному воздействию различных пищевых продуктов. Кроме того, оловянное покрытие допускает хорошую пайку и позволяет проводить штамповку жести без нарушения целостности этого покрытия.

Лужение жести осуществляют двумя способами: горячим и электролитическим.

Как правило, горячее лужение жести проводится в листах (карточках), поэтому рулоны жести после дрессировки поступают на агрегат поперечной резки для разрезки на листы требуемых размеров. Агрегаты горячего лужения жести в рулонах широкого применения не получили: их применяют только для лужения полос шириной не более 500 мм. Процесс лужения на этих агрегатах аналогичен процессу лужения жести в листах.

В настоящее время горячее лужение жести вытесняется процессом электролитического лужения. Последний способ позволяет получать толщину покрытия 0,5÷1,5 мкм при расходе олова 5÷7 кг/т. Агрегаты электролитического лужения (АЭЛ) отличаются непрерывностью действия, высоким уровнем механизации и автоматизации, большой производительностью (до 300 тыс. т в год). В новых жестепрокатных цехах для получения белой жести устанавливают только АЭЛ (Рис.3.10). Однако электролитически луженая жесть по коррозионной стойкости уступает жести горячего лужения. Поэтому белую жесть, полученную на АЭЛ, часто дополнительно покрывают лаком.

1— разматыватели; 2 — тянущие ролики; 3, 15 — ножницы; 4 — сварочная машина;

5, 14 — петлевые ямы; 6 — ванна электролитической очистки; 7 — травильная ванна;

8, 10 — промывочные и протирочные устройства; 9 — ванна электролитического покрытия оловом; 11— установка оплавления покрытия; 12 — ванна пассивации покрытия;

13 — промасливающее устройство; 16 — моталка; 17 — летучие ножницы;

18 — листоукладчики

Рисунок 3.10. Схема агрегата непрерывного электролитического лужения жести

На этом агрегате выполняются следующие операции: размотка рулонов, сварка полос, электролитическое обезжиривание, травление, электролитическое нанесение олова, оплавление и пассивация оловянного покрытия, промасливание, смотка полос в рулоны или порезка на листы.

Основной операцией является электролитическое лужение в ваннах, в которых анодом служат бруски чистого олова, помещаемые между петлями полосы, а катодом — сама полоса (ток передается через вращающиеся бронзовые ролики). Находящийся в ваннах электролит температурой 45 °С состоит из раствора сульфата олова (SnSO₄) 54 г/л, феносульфоновой (сульфаминовой либо метилсульфоновой) кислоты 90 г/л и различных добавок поверхностно-активных веществ, способствующих стабилизации процесса и получению мелкозернистого, равномерного покрытия.

После лужения и промывки полоса поступает в установку оплавления покрытия. Нагрев полосы осуществляется с помощью индуктора или методом электросопротивления до температуры 232 °С. Оплавление позволяет устранить пористость покрытия. После оплавления полоса подвергается быстрому охлаждению в обессоленной воде при температуре 60÷70 °С, в результате чего поверхность жести получается блестящей.

Электролитическое пассирование покрытия при температуре 90 °С состоит в обработке его в растворе: бихромат натрия - 3 г/л, гидрат окиси натрия - 0,8 г/л, фосфат натрия - 15 г/л, сернокислый натрий - 15 г/л; при этом на поверхности олова образуется тончайшая бесцветная пленка, которая предохраняет покрытие от окисления.

В заключение полоса промывается, просушивается, электростатически промасливается, проходит дефектоскопию и направляется на моталки или режется на листы.

Производство белой жести, в сравнении с производством черной, включает дополнительную технологию нанесения олова на черную жесть в линиях агрегатов электролитического лужения. В линиях агрегатов лужения производится обезжиривание, декапирование (травление), промывка полос, нанесение олова электролитическим способом, промасливание и смотка белой жести в рулоны массой до 16 т. В соответствии с заказами наносится заданная масса покрытия оловом 1,4÷8.4 г на 1 м² поверхности полосы.

Для получения готовой жести высокого качества (по чистоте и планшетности поверхности, минимальной продольной и поперечной разнотолщинности) предусмотрено:

профилирование рабочих валков противоизгибом при помощи гидравлических устройств;

тонкое и грубое регулирование толщины и натяжения полосы при прокатке;

периодическая подача на опорные валки моющего раствора для недопущения загрязнения полосы при прокатке;

автоматическое поддержание постоянной температуры валков путем регулирования подачи технологической смазки и охлаждающей воды (в зависимости от скорости прокатки);

применение разматывателей плавающего типа с барабанами, обеспечивающих прокатку с постоянным натяжением полосы;

исключены операции перематывания рулонов на загрузочных и транспортирующих устройствах, вызывающие порчу их поверхности; применение локальных систем автоматизации и ЭВМ.

3.3.7. Отделка, порезка, упаковка рулонов и пачек листов жести

Наиболее совершенным и производительным способом производства жести является рулонный, позволяющий механизировать и автоматизировать все технологические операции. При этом все технологические агрегаты работают на рулонах, характеризуемых большой массой и большой длиной полосы. Наиболее экономичным является отправка потребителям готовой продукции также в рулонах. Однако, отсутствие у потребителей жести (например, на консервных заводах) соответствующего оборудования для резки рулонной полосы вынуждает выполнять эту операцию на металлургическом заводе и отправлять заказчикам готовую продукцию в листах (пачками).

Сматывание полосы в рулоны или порезка на листы, сортировка, укладка листов в пачки. При лужении жести на скорости выше 3÷4 м/сек, полосы на агрегатах лужения сматываются в рулоны с последующей резкой на листы, сортировкой, укладкой в пачки, взвешиванием, упаковкой и маркировкой на отдельно стоящем агрегате поперечной резки или участках резки агрегатов лужения; пересортировка жести, отбракованной в агрегатах лужения и поперечной резки, на сортировке пачек; упаковка и маркировка пачек.

Рулоны передаются на агрегаты резки листов до заданных размеров. Жесть в пачках и рулонах подвергается упаковке, маркировке и отгрузке потребителям.

В таблице 3.12 приведены значения концентраций маркерных загрязняющих веществ при механической обработке.

Таблица 3.12 - Маркерные вещества и их концентрация

№ п/п	Наименование ЗВ	Макс. концентрация, мг/Нм³
1	2	3
1	Пыль	144,89

Производственная мощность цеха предприятия А, составляющая 850.0 тыс.т проката используется не полностью из-за отсутствия заказов. Показатели производства жести за 2015-2019 годы приведены в таблице 3.13.

Таблица 3.13. Расход материалов на производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции, т/т
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)	т	363814	389769	429727	313562	140503
2	доменный газ	м³	100,104	126,804	164,036	158,562	234,075
3	коксовый газ	м³	63,371	57,447	90,997	88,334	70,282
4	олово	кг\т	5,51	5,5	5,43	5,17	5,27
5	подкат горячекатаный	тонн	1,124	1,093	1,095	1,122	1,164
6	электроэнергия	кВт*ч	370,	350,	340,	340,	579,

3.4. Производство проката с цинковым, алюмоцинковым покрытием

Значительное и растущее количество тонколистовой холоднокатаной стали выпускается с защитными антикоррозионными покрытиями, в первую очередь – цинковым, алюмоцинковым и полимерными. Нанесение цинкового покрытия осуществляется методом погружения в расплав цинка (горячее цинкование) или электролитическим методом. При горячем цинковании толщина покрытия достигает 50 мкм, при электролитическом - до 10 мкм. Наибольшее применение получил способ горячего цинкования.

Исходным материалом для производства оцинкованной продукции является холоднокатаная полоса (подкат). Прокатанные на 5-ти и 6-ти клетевых станах холоднокатаные рулоны передаются в цех горячего цинкования и алюминирования на 3 линии. В линиях агрегатов оцинкования АНГА (агрегат непрерывного горячего алюмоцинкования) и ЛНГЦ (линия непрерывного горячего цинкования) выполняются различные механические, физико-химические и термические операции.

Технология производства проката с алюмоцинковым и цинковым покрытиями включают в себя операции по подготовке полос, нанесение покрытия в ванне с расплавом металла и операции по пассивации поверхности. Возможно производить дрессировку полос с покрытием.

Толщина обрабатываемых полос на агрегате АНГА 0,4÷2,0 мм, на ЛНГЦ 0,2÷1,6 мм, шириной 750÷1450 мм. Масса покрытия в соответствии с заказами от 80 до 600 г на 1 м² поверхности полосы. На АНГА можно производить прокат с алюмоцинковым покрытием, на ЛНГЦ - только оцинкованный прокат.

Агрегат непрерывного горячего алюмоцинкования (АНГА-1700) предназначен для двухстороннего нанесения на полосовую сталь антикоррозийного цинкового или алюмоцинкового покрытия непрерывным способом методом погружения в горячий расплав с выдачей готовой продукции в виде полос, смотанных в рулоны, с проведением в непрерывном технологическом процессе всех технологических операций, связанных с нанесением покрытия на полосу, прокатанную на стане холодной прокатки.

АНГА-1700 состоит из следующих участков:

Оборудование входной (головной) части:

два разматывателя плавающего типа с правильными машинами;

стыкосварочная машина;

узел химической очистки;

петлевое устройство горизонтального типа.

Оборудование средней технологической части:

печь термохимической обработки (ТХО), состоящая из 6-ти камер;

узел нанесения покрытий, включающий в себя три канальных индукционных печи-ванны, погружное оборудование, оборудование для регулирования толщины цинкового покрытия;

участок охлаждения, состоящий из башни охлаждения, печи отпуска и ванны финишного охлаждения;

дрессировочная клеть и машина правки изгибом и растяжением;

участок пассивации.

Оборудование выходной (хвостовой части):

петлевое устройство вертикального типа;

промасливающая машина;

две моталки.

Натяжение и транспортировка осуществляется 8 тянущими станциями, состоящими из 2-4 роликов каждая. Для центрирования полосы используется 8 центрирующих станций со следящими системами.

В печи ТХО полоса подвергается термохимической обработке в защитной атмосфере. Рабочее пространство печи делится на ряд зон обработки, соответствующих технологическим фазам – нагреву, выдержке при определенной температуре, охлаждению. Полоса, продвигаясь через рабочее пространство печи, последовательно подвергается термохимическому воздействию окружающей среды в каждой зоне.

В печи ТХО осуществляются следующие операции:

а) подогрев полосы в камере подогрева (КП) продуктами сгорания, поступающими из камер безокислительного нагрева (КБН) и дожигания (КД);

б) нагрев полосы в камере безокислительного нагрева (КБН) до 500÷700 ºС в атмосфере продуктов неполного сгорания пропан-бутана;

в) отжиг и нормализация металла в камере восстановительного нагрева (КВН) в атмосфере водородного защитного газа;

г) выдержка при температуре отжига или нормализации и охлаждения полосы в камере выдержки и регулируемого охлаждения (КВО);

д) охлаждение полосы в камере струйного охлаждения (КСО).

Соотношение объемных долей СО/СО₂ в КБН должно быть 0,2÷0,3, объемная доля кислорода – не более 0,002%, суммарная объемная доля окиси углерода и водорода 3÷6 %.

Давление защитного газа в камерах печи поддерживается на уровне 100–160 Па. Влажность по температурной точке росы в КСО не должна превышать минус 30 ºС.

Защитные газы для протяжной печи термохимической обработки (ТХО) поступают из станции приготовления газов через узлы доочистки и смешения.

Полоса, пройдя печь ТХО, через переходный тамбур и наклонную проводку с затвором опускается в печь-ванну нанесения покрытия.

Нанесение цинкового покрытия.

Приготовление расплава и нанесения цинкового покрытия осуществляется в канальной индукционной печи-ванне нанесения покрытия 3ТЕG.

Загрузка печи-ванны нанесения покрытия блоками цинкового сплава или цинка и алюминия производится электротельфером. Перед загрузкой в расплав блоки подогреваются.

Массовая доля химических элементов в печи-ванне нанесения покрытия:

Алюминий ………………………………………0,15÷0,30 %

Свинец …………………………………………. 0,05÷0,20 %

Железо …………………………………………. 0,04, не более

Цинк …………………………………………… остальное.

Температура расплава …………………………. 445÷460 ºС.

Если в печь-ванну загружается цинк, то для поддержания состава расплава в печь-ванну нанесения покрытия вводится алюминий и свинец.

Алюминий чушками загружается в ванну каждые 2-3 часа по мере его растворения. При достижении массовой доли алюминия в ванне 0,27÷0,30 % корректировки приостанавливается.

Нанесение алюмоцинкового покрытия.

Очищенная и отожженная полоса без соприкосновения с атмосферным воздухом через разделительный тамбур и наклонную проводку поступает в канальную индукционную печь-ванну нанесения покрытия 4ТЕG.

Приготовление расплава для покрытия производится в канальной индукционной печи-ванне предварительного плавления 2ТЕG.

Загрузка печи-ванны предварительного плавления определяется расходом алюмоцинкового сплава на покрытие и осуществляется механизировано слитками сплава АЦ55 или двумя слитками сплава АК3 и цинка Ц0 или Ц1.

Массовая доля химических элементов в печи-ванне нанесения покрытия:

Алюминий …………………………………………… 53÷57 %

Кремний ……………………………………………… 1,4÷1,7 %

Железо ………………………………………………0,65 %, не более

Цинк ………………………………………………… остальное.

Стабилизирующий ролик обеспечивает натяжение полосы между донным барабаном и корректирующим роликом для равномерного прохода полосы до ее входа в зону воздушных ножей, а также посредствам перемещения в горизонтальном направлении, исключает образование прогибов профиля полосы под натяжением.

Регулирование толщины покрытия осуществляется с помощью системы, которая включает воздушные ножи, систему подачи воздуха, управления и контроля, электрическое и электронное оборудование. Система регулирования толщины покрытия работает в ручном режиме.

Оцинкование производится путем пропускания полосы через ванну с жидким цинком при температуре 450 °С. Линии цинкового покрытия производят металл с массой покрытия 100÷275 г/м².

Толщина покрытия регулируется отжимными роликами или струями газа с регулируемым давлением ("воздушными ножами”). Толщина покрытия зависит от давления подаваемого воздуха, скорости движения полосы, расстояния от сопел воздушных ножей до поверхности полосы. Настройка воздушных ножей производится по показателям толщиномера не выше 3 г/м² от минимального значения, требуемого заказчиком. Толщина покрытия на кромках полосы регулируется специальным устройством из металлических шторок, действующих в качестве выравнивателей. Шторки передвигаются с помощью пневмоцилиндров.

Охлаждение полосы с покрытием:на первом этапе охлаждения полосы осуществляется двухсторонней обдувкой воздушными струями в установке охлаждения, состоящей из последовательно расположенных камер, до 350 ºС с целью обеспечения быстрой кристаллизации покрытия до первого поворотного ролика. Температура на поворотном ролике не должна превышать 350 ºС;

на втором этапе полоса с покрытием поступает в печь отпуска, где подвергается замедленному охлаждению при температуре 200÷250 ºС;

на третьем этапе в установке охлаждения за печью отпуска полоса охлаждается обдувкой струями воздуха перед подачей в ванну с водой.

Полоса с покрытием охлаждается в ванне с химической водой до температуры не более 80 ºС.

Полоса с покрытием сушится горячим воздухом с температурой 80÷90 ºС.

Температура поступающей на правильно-дрессировочный стан полосы не должна превышать 40 ºС.

В зависимости от вида покрытия, назначения продукции, сортамента и исходного профиля полос применяются следующие виды деформационной обработки:

дрессировка;

правка знакопеременным изгибом с растяжением;

комбинированная обработка с последовательным проведением обоих процессов;

режим транспортировки полосы под натяжением без дрессировки и правки.

Назначение деформационной обработки полосы с покрытием на правильно-дрессировочном стане (ПДС):

улучшение механических свойств полосы с покрытием;

придание поверхности покрытия необходимого внешнего вида;

снижение неплоскостности обрабатываемых полос.

Непрерывный процесс дрессировки полос производится на двухклетевом стане кварто при давлении металла на валки до 800 тс. Одна пара рабочих и опорных валков является рабочей, вторая – резервной.

Заданная степень деформации поддерживается за счет создания постоянного давления металла на валки и регулировки натяжения полосы перед клетью путем воздействия на скорость тянущих роликов. Режимы деформационной обработки устанавливаются в зависимости от требуемых механических свойств.

Автоматическая система управления процессом деформационной обработки предусматривает контрольные и управляющие функции.

В функции контроля входят:

изменения давления металл на валки, натяжения полосы при дрессировке;

изменение формы и натяжения полосы при правке изгибов с растяжением.

В функции управления входят:

изменение и регулирование степени деформации при дрессировке и правке;

обнаружение сварного шва перед дрессировочным станом.

При ручном управлении настройка режима дрессировки производится вальцовщиком.

Во время запуска агрегата рабочие валки приводятся в контакт с движущейся полосой при минимальном давлении металла на валки.

В процессе эксплуатации регулировка режима дрессировки производится при:

прохождении заднего и переднего концов полосы, имеющих различную плоскостность по сравнению со средней частью рулона;

повышении температуры рабочих валков;

переходе с одного размера полос на другой или изменении механических свойств выпускаемой продукции, изменении марки и других условий, приводящих к нарушению настроечного режима.

Незначительная кромочная волнистость после дрессировки устраняется в процессе правки.

Правка полос производится методом знакопеременного изгиба с растяжением на роликах малого диаметра.

Пассивация полосы с покрытием производится в пассивирующих растворах "Okemcoat F1" или "Metfin CHO6" (растворе хромового ангидрида) путем распыления его через форсунки на поверхность металла при 80÷85 °С.

После пассивации полоса сушится нагретым воздухом в сушилке температура воздуха не менее 120 ºС.

Контроль массы покрытия производится по показанию толщиномера.

Промасливание полосы с покрытием производится в промасливающей машине консервационным маслом с одной стороны.

Годный металл отправляется на упаковку, на агрегат поперечной резки или на профилегибочный агрегат. Продукция поставляется в пачках и рулонах после упаковки и маркировки. Могут производиться профили стальные листовые с трапециевидными гофрами с толщиной основы 0,7÷0,9 мм и шириной 750÷845 мм. [21]

Производство оцинкованного проката (без свинца) изменялось за этот период работы с 135488 до 271233 т, а производство проката с цинковым покрытием (со свинцом) с 326546 до 371031 т готового проката. Объемы производства зависят от спроса на данный вид продукции.

Показатели производства оцинкованого проката (без свинца) предприятия А приведены в таблице 3.14.

Таблица 3.14. Расход материалов на производство оцинкованного проката

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции, т/т
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Производство оцинкованного проката без свинца	т	256631	249401	271233	243300	135488
2	доменный газ	м³	12,804	14,334	10,9094	12,4373	19,4556
3	коксовый газ	м³	8,269	6,788	6,4078	6,9215	5,4765
4	подкат холоднокатаный	т	0,994	0,997	0,9938	0,9938	0,994
5	сжиженный газ	т	0,009	0,009	0,0073	0,0077	0,0098
6	цинк	т	0,046	0,044	0,0408	0,0424	0,0402
7	электроэнергия	кВт*ч	70,81	71,9	65,51	69,62	70,9995

Показатели производства проката с цинковым покрытием (со свинцом) предприятия А приведены в таблице 3.15.

Таблица 3.15. Расход материалов на производство проката с цинковым покрытием (со свинцом)

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции, т/т
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	производство проката с цинковым покрытием (со свинцом)	т	346429	338108	371031	328380	326546
2	доменный газ	м³	28,534	26,16	24,928	28,702	33,294
3	коксовый газ	м³	17,914	12,792	14,093	16,32	10,942
4	подкат холоднокатаный	т	0,998	1,001	0,996	0,996	0,995
5	сжиженный газ	т	0,008	0,007	0,007	0,007	0,008
6	цинк	т	0,029	0,028	0,026	0,026	0,03
7	электроэнергия	кВт*ч	80,95	81,76	81,11	78,52	78,22

3.5. Производство оцинкованного проката с полимерным покрытием

Один из распространенных способов нанесения полимерных покрытий заключается в наклеивании полимерной пленки на поверхность холоднокатаных полос. Получаемый материал называется металлопластом. Технология производства проката с полимерным покрытием включают в себя операции по подготовке полос, нанесение краски (нанесение грунтовочного слоя и слоя основной краски производится роликами в окрасочных камерах) и сушки покрытия в печи. Технология производства проката с полимерным покрытием включают в себя операции по подготовке полос, нанесение краски (нанесение грунтовочного слоя и слоя основной краски производится роликами в окрасочных камерах) и сушки покрытия в печи.

Исходными материалами для производства полос с полимерным покрытием являются холоднокатаный горячеоцинкованный прокат дрессированный, не промасленный, не пассивированный и полосовой холоднокатаный прокат из низкоуглеродистых и углеродистых сталей специальных и рядовых марок. Геометрические размеры проката: толщина полосы 0,25÷1,6 мм; ширина полосы 650÷1370 мм; максимальный вес рулона на входе и выходе не более 12 т. В качестве материала пленки часто используется поливинилхлорид, толщина пленки 0,2÷0,4 мм.

Нанесение покрытия осуществляется на агрегатах непрерывного действия – линии нанесения полимерного покрытия (ЛНПП), на которых выполняются следующие основные операции: размотка рулонов, сварка концов полос, подготовка поверхности металла (обезжиривание, фосфатирование, пассивация), нанесение клея на поверхность полосы валковым способом, подсушка клея, нанесение пленки с прижатием ее роликами, подогрев полосы с покрытием, тиснение узора, смотка полос в рулоны.

Рулоны задают в ЛНПП (Рисунок 3.11) порулонно монтажной партии определяется сроком работы наносящего ролика отделочного коутера.

Рисунок 3.11. Линия покраски

Рулоны перед переработкой на ЛНПП складируются поплавочно и по размерам на приемных стеллажах. Состав оборудования ЛНПП обеспечивает нанесение на стальную полосу и сушку полимерных материалов (пигментированных лакокрасочных эмалей и пластизолей) обычно с одной стороны полосы. Для щелочного обезжиривания проката, поступающего на агрегат полимерных покрытий, применяются концентрированные щелочные моющие средства и обезжиривающие составы, соответствующие требованиям НД. Для химической подготовки поверхности полосы, перед нанесением полимерных покрытий применяется хроматный раствор. Рулоны готовой продукции должны иметь плотную смотку и обвязку, предотвращающую распушивание витков. Каждый рулон готовой продукции имеет маркировку в объеме, установленном нормативным документом, по которому аттестуется данный вид продукции.

Показатели производства проката с полимерным покрытием предприятия А приведены в таблице 3.16. Производство проката за 2015-2019 годы изменялось от 97926 до 111302 т/год.

Таблица 3.16. Расход материалов на производство оцинкованного проката с полимерным покрытием

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции, т/т
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	производство оцинкованного проката с полимерным покрытием	т	99188	97926	111302	99163	104933
2	грунт	т	0,01	0,01	0,0089	0,0082	0,0082
3	подкат оцинкованный	т	1,01	1,009	1,0071	1,0039	1,014
4	сжиженный газ	т	0,062	0,061	0,0542	0,0556	0,0517
5	техническая вода	м³	9,31	9,22	9,24	9,35	9,06
6	химически очищенная вода	м³	0,11	0,107	0,1025	0,1075	0,0949
7	электроэнергия	кВт*ч	74,33	73,35	70,84	66,01	58,88
8	эмальъх	т	0,013	0,014	0,0126	0,0129	0,013

3.6. Производство водогазопроводных труб

Технологический процесс производства сварных труб включает:

операции подготовки листовой заготовки к формовке и сварке;

формовку листовой заготовки в цилиндрическую трубную заготовку;

сварку кромок трубной заготовки; калибрование или редуцирование полученной трубы;

разрезку трубы на мерные длины в потоке; операции отделки и контроля труб (обрезку или торцовку, гидроиспытания, нарезание или накатку резьбы, нанесение покрытий и др.).

Например, на предприятии А производство сварных водопроводных труб производится в настоящее время на линии трубоэлектросварочных агрегатов ТЭСА - 1 (Карвол) и линии ТЭСА - 2. Проектная мощность обеих линий составляет по 100,0 тыс. т. в год. Трубы производятся на трубоэлектросварочном стане ТЭСА 20-76 методом индукционной сварки горячекатаной листовой стали, прокатанной на станах 1700 горячего проката и холодного проката. Рулоны распускаются на узкие полосы соответственно заказному диаметру труб. Размеры труб: диаметр условный 15÷80 мм, диаметр наружный 21,3÷89 мм. Толщина стенки трубы 1,5÷4,5 мм. Длина труб 5÷10,5 м.

Подготовительная линия ТЭСА включает оборудование для правки, стыковки полос из отдельных рулонов в бесконечную полосу и обеспечения, тем самым, бесконечного процесса в формовочно-сварочном стане, а также в ряде случаев оборудование для получения постоянной ширины полосы и очистки кромок. На ТЭСА, производящих трубы малых диаметров и применяющих соответственно ленту малой ширины, отдельно устанавливаются агрегаты продольной резки с дисковыми ножницами, на которых производят роспуск поступающих в цех широких полос, обеспечивая при этом требуемую условиями сварки равноширинность ленты. Очистка кромок также связана с улучшением качества сварного шва; устранение окислов и загрязнений производится металлическими щетками (иглофрезами).

Процесс непрерывной валковой формовки в трубоэлектросварочном стане выполняется в многоклетевых станах. В таких станах число клетей, расстояние между ними и угол сворачивания полосы в каждой клети должны определяться из условий устранения гофрообразования и обеспечения устойчивого продвижения полосы через стан. Реально на станах разных типоразмеров применяют 6÷11 приводных клетей с горизонтальными валками, между которыми устанавливают клети с вертикальными неприводными валками (эджерные клети) или роликовые проводки. Формовочные станы имеют групповой или индивидуальный привод клетей. Полная мощность привода на станах разных типоразмеров находится в пределах 25÷600 кВт.

В индукционном бесконтактном методе сварки подвода тока возбуждение вихревых токов в металле осуществляется с помощью 2÷5-витковых кольцевых индукторов. Охватывающие индукторы, установленные снаружи трубы, применяются на всем диапазоне диаметров производимых труб. Индуктируемые токи достигают максимальной концентрации на торцах сходящихся кромок. Сила тока и интенсивность нагрева зависят от магнитной проницаемости среды и возрастают при введении внутрь заготовки на участке нагрева ферромагнитного сердечника. Сердечник составляется из надетых на водоохлаждаемый стержень колец феррита (66 % Fe₂О₃ + ZnO, NiO, CuO); при использовании внутреннего индуктора он охватывает сердечник. Индукционный подвод тока обеспечивает стабильную передачу энергии независимо от состояния поверхности полосы и, соответственно, сравнительно стабильные режим сварки и качество сварного шва. Указанное его преимущество, несмотря на увеличение в 1,2÷2 раза расхода энергии по сравнению с контактным подводом (за счет повышенного нагрева всего контура заготовки), предопределяет его применение в настоящее время на подавляющем большинстве агрегатов. Питание индукторов на ТЭСА разных типоразмеров осуществляется от ламповых (частота до 450 кГц) или машинных (частота 10 кГц) генераторов. Оптимальная частота при сварке труб из стали диаметром до 100 мм составляет 450 кГц, скорость сварки - до 0,5÷1м/с.

Мощность сварки зависит от ее скорости, толщины стенки труб, а также от принятого режима нагрева кромок - доведения их только до температуры плавления, либо оплавления в точке сварки или на части длины. Низкоуглеродистые стали с неокисленной поверхностью кромок могут свариваться при минимальной мощности сварки, но с применением максимальных сварочных давлений - до 50 МПа. Наличие окислов, особенно тугоплавких окислов легированных и высоколегированных сталей, требует оплавления кромок.

Любой из режимов высокочастотной сварки приводит к образованию наружного и внутреннего грата, высота которого достигает 60 % толщины стенки трубы. Грат получается ровный, но высокий при сварке в пластическом состоянии и пилообразный при оплавлении кромок. Образование грата является существенным недостатком высокочастотной сварки. Наружный грат удаляется постоянно с помощью гратоснимателя, установленного в линии стана и срезающего грат в горячем состоянии. Предотвращение образования внутреннего грата путем специального формообразования кромок или удаление его путем резания, закатки, сжигания является значительно более сложной задачей. Решение же этой задачи очень эффективно, так как достигается повышение потребительских свойств и расширение области применения электросварных труб. Наибольшее распространение получили внутренние гратосниматели с одним резцом, выполняющим непрерывное резание (рис. 3.12). Однако необходимость замены резца и остановки при этом стана обусловливает использование таких гратоснимателей обычно только для производства отдельных партий труб повышенного качества. Разрабатываются гратосниматели с группой резцов, расположенных вдоль шва на определенных расстояниях друг от друга и вступающих в работу периодически, что обеспечивает повышение их стойкости.

1 — валки последней формовочной клети; 2 — кольцевой индуктор (в виде водоохлаждаемой трубки); 3 — набор ферритовых колец (ферромагнитный сердечник);

4 — шовсжимающие валки сварочной клети; 5 — резец наружного гратоснимателя; 6, 7 — корпус и резец внутреннего гратоснимателя; 8 — звезда для насечки грата;

9 — опорные ролики; 10 — стружка; 11 — кронштейн; 12 — штанга

Рисунок 3.12. Схема высокочастотной сварки с индукционным подводом тока:

После сварки и снятия грата трубы охлаждают, калибруют по диаметру (или редуцируют), предварительно правят и разделяют на мерные длины. Калибрование производится в станах, содержащих 3-4 двухвалковых клети с горизонтальными приводными валками и чередующиеся с ними неприводные клети с вертикальными валками. Непосредственно за калибровочным станом устанавливается неприводная четырехвалковая правильная клеть, осуществляющая наряду с правкой снятие овальности труб. Разделение труб производится на ходу летучими разрезными устройствами. Разрезка в большинстве случаев выполняется дисковыми ножами, установленными во вращающейся вокруг трубы обойме и сходящимися в процессе реза.

3.7. Трубопрокатное производство

Процесс производства бесшовных труб на примере предприятия D включает следующие основные технологические операции: круглая литая заготовка поступает на линию горячей прокатки, на которой режется, нагревается, прошивается и прокатывается до получения трубы требуемой длины и толщины стенки. Затем, если необходимо, труба проходит термообработку или сразу же идет на линии проверки качества и линии чистовой обработки. Диаметр получаемых труб – в диапазоне от 2,3/8” (60,3 мм) до 13,5/8” (346,1 мм). Производительность линии – 270 тыс. т в год.

Рисунок 3.13. Общая схема технологических операций при производстве горячекатаных труб

Предварительная подготовка заготовки.

Поплавочная отгрузка годной литой заготовки железнодорожным или автотранспортом на склад хранения и подачи производится после предварительной аттестации.

В зоне подготовки непрерывно-литой заготовки производится измерение длины и веса заготовки для порезки на кратные мерные части. Литые заготовки в количестве 3 шт. Ø 300 мм и 4 шт. Ø 210 мм выкладываются на стол загрузки, после чего перемещаются на пилы № 1 или № 2 в зависимости от наличия "свободной ячейки" перед и под пилой. Автоматической системой управление загрузочных столов, рольгангов, упоров производится по принципу "свободной ячейки". Отслеживание наличия заготовки для данной "ячейки" осуществляется при помощи фотодатчиков.

Далее заготовка по рольгангам перемещается к пилам холодного реза для порезки. Резку заготовки Ø 210 и 300 мм, осуществляют дисковыми пилами с твердосплавными напайками. Длина кратной мерной непрерывнолитой заготовки регулируется при помощи гидравлического упора, упор выставляется системой автоматики на необходимое расстояние относительно полотна лезвия и обеспечивает заданную длину кратной мерной заготовки.

После порезки кратные мерные заготовки транспортируются по рольгангам до упора к накопительным столам № 1, 2, 3. Передача заготовок с рольгангов на накопительный стол осуществляется при помощи подъемно-опускных секций рольгангов и поперечного перемещения цепного шлеппера. Заготовка перемещается по накопительному столу к центральному рольгангу. На каждом из столов имеется по 8 позиций для мерных заготовок. Далее кратная мерная непрерывнолитая заготовка по рольгангам перемещается к цепному шлепперу до упора и поднимается на уровень загрузочного стола карусельной печи.

Заготовка машиной загрузки транспортируется в карусельную печь после полного открытия заслонки на загрузочном проеме. После укладки заготовки на вращающийся под карусельной печью, машина загрузки возвращается на исходное положение, и заслонка на загрузочном проеме занимает позицию "закрыто".

Нагрев заготовки.

Основное требование к процессу нагрева заключается в получении равномерной по сечению и длине заготовки температуры 1280 °С перед прошивкой. Кроме того, режим нагрева в значительной мере влияет на качество готовых труб, состояние их наружной и внутренней поверхности. Всад мерной непрерывнолитой заготовки в карусельную печь производится после выхода печи на рабочий режим, температура металла перед посадкой в печь должна соответствовать внутрицеховой температуре.

Кольцевая печь – это промышленная печь, в которой перемещение заготовок происходит за счет вращения кольцевого пода. Поэтому иногда кольцевую печь называют печью с кольцевым подом или карусельной печью. Применяют главным образом для нагрева заготовок при прокатке труб.

Кольцевые печи осуществляют нагрев металла за время поворота пода на 320÷340^о. Вращение пода прерывистое, единичный угол его поворота соответствует шагу укладки заготовок. В момент остановки пода с помощью клещевых захватов загрузочной и выгрузочной машин производится ввод в печь и вывод из нее очередных заготовок. Горизонтальное расположение пода, герметичность печи благодаря наличию водяного или песочного затвора пода и минимальному числу окон (только для загрузки, выгрузки, 1–2 контрольных), стационарное положение заготовок на поде, что сохраняет первичную окалину в процессе нагрева, — все это способствует уменьшению окалинообразования. При нагреве углеродистых сталей коэффициент угара составляет 0,5÷1 %. Расположение заготовок с зазором друг относительно друга и отсутствие подсасывания воздуха обеспечивают близкий к равномерному нагрев заготовок по сечению и длине.

Процесс прошивки, характеризующийся неблагоприятной схемой напряженного состояния, требует строгого соблюдения оптимальной температуры нагрева, при которой металл имеет максимальную пластичность. У углеродистых и низколегированных сталей в области температур прокатки пластичность обычно плавно повышается с ростом температуры; температура нагрева принимается максимально возможной, ограниченной повышенным окалинообразованием и перегревом.

Скорость нагрева заготовок из углеродистых и легированных сталей в кольцевых печах на практике ограничена тепловой мощностью печей.

Основными элементами конструкции печи являются вращающейся под и неподвижный кольцевой канал, перекрытый сводом. Конструкция кольцевой нагревательной печи приведена на рисунке 3.14

1 — кольцевой вращающийся под; 2 — нагреваемое изделие; 3 — окно загрузки; 4 — окно выдачи; 5 — опорный ролик; 6 — привод вращения пода; 7 — горелка; 8 — дымопровод для отвода продуктов сгорания из печи в боров; 9 — разделительная перегородка [3].

Рисунок 3.14. Конструкция кольцевой нагревательной печи

Для повышения эффективности работы кольцевой печи используется обогащение воздуха горения технологическим кислородом. Такое увеличение кислорода, значительно уменьшает удельный выход продуктов сгорания, что приводит к снижению потерь теплоты, а также увеличивается коэффициент полезного действия использования теплоты топлива. Что позволяет значительно снизить себестоимость продукции. [22]

Мерная заготовка после 1-й зоны поступает на загрузочный стол карусельной печи, фотодатчики обнаруживают заготовку и отправляют сигнал во второй уровень. Загрузка и разгрузка мерной заготовки производится синхронно при помощи машин загрузки и разгрузки. При повороте подины карусельной печи па одну позицию нагретая заготовка перемешается к окну выгрузки, а также освобождается место для всада мерной заготовки со стола загрузки. Максимальное количество позиции для нагрева мерной заготовки составляет 160 шт.

Посад заготовок в печь производится строго поплавочно, при этом отдельные плавки необходимо отделять друг от друга с разрывом в 1 позицию. Нагрев производится по мере перемещения заготовки от окна загрузки до окна выгрузки.

Регулирование температуры в автоматическом режиме осуществляется путем установки требуемой температуры в 7-й зоне. Система автоматического регулирования производит регулировку температурного режима по зонам нагрева таким образом, чтобы заготовки, пройдя с 1-й по 6-ю зону, имели температуру 1280 ^оС. Давление в печи 0,2÷0,8 МПа, давление бутана и воздуха горения в процессе нагрева металла регулируется автоматически.

Коэффициент избытка воздуха по зонам регулирования печи должен составлять 1÷1,1. Контроль изменения избытка воздуха в зависимости от темпа проката регулируется автоматически. Пламя горелок должно быть ярко-соломенного цвета.

Прокатка труб

Машина разгрузки перемещает нагретую заготовку из карусельной печи на разгрузочный стол. Со стола заготовка поднимается на уровень оси прокатки прошивного стана с коническими валками (предназначен для поперечно-винтовой прошивки литой заготовки в полые гильзы заданного размера). Для обеспечения целостности непрерывнолитой заготовки при ее установке в желоб предусмотрен механизм торможения заготовки после цепного шлеппера и укладчик во вводной желоб прошивного стана. При наличии заготовки в приемном желобе от фотодатчиков в систему поступает сигнал о наличии заготовки, после чего толкатель перемещает заготовку к валкам прошивного стана. При соприкосновении заготовки с валками прошивного стана обороты приводов валков возрастают, ускоряя процесс прошивки заготовок.

После прошивки гильза передается на входную сторону непрерывного стана, где в нее вводят предварительно смазанную длинную цилиндрическую оправку. Предварительно раскрученная по направлению вращения заготовки оправка с удлинителем во время прошивки удерживается по оси прокатки при помощи упорного подшипника, центрователями и паразитным центрователем. Вращение оправки производится при помощи прижимного ролика, передающего механическую энергию вращения удлинителю в направлении вращения заготовки. Центрователи раскрываются по мере прохода прошитой гильзы, в положение под гильзу и удерживается последним по ходу прокатки центрователем.

После окончания прошивки центрователи полностью открываются, гильза удерживается поддерживающими рольгангами, стрипперная тележка перемещает оправку с гильзой к стопорной вилке и охладительной ванне, затем к установке для нанесения смазки. Смазанные оправки подаются в желоб перед непрерывным станом.

Съем гильзы с удлинителя оправки производится при помощи стопорной вилки, во время перемещения стрипперной тележки в заднее положение.

Далее полая гильза при помощи перекладчиков перемещается на ось продувки антиокислительным порошком, передним торцом гильзы к форсункам станций дезоксидации. Продувка необходима для предотвращения образования окалины на внутренней поверхности гильзы. Количество деоксиданта и время продувки определяется в зависимости от внутренней площади гильзы.

После продувки прошитая гильза при помощи передаточной тележки передается с прошивного стана на непрерывный стан на удерживаемой оправке, состоящим из шести двухвалковых клетей для раскатки гильз в черновую трубу. При достижении передаточной тележкой позиции для перекладывания гильзы на ось прокатки непрерывного стана на удерживаемой оправке, производится повторная продувка внутренней части гильзы антиокислительным порошком. После продувки гильза при помощи перекладчиков подается на ось прокатки непрерывного стана на удерживаемой оправке. В автоматическом режиме оправка при помощи зубчатой рейки подается в стан через гильзу, при достижении расчетной позиции оправки и металла начинается вращение приводных рольгангов трайб-аппарата.

Далее через трехклетевой извлекательный стан (экстрактор), производится снятие черновой трубы с оправки, и труба попадает на стол нормализации. С выхода экстрактора черновые трубы перекладываются на рольганги и перемещаются к пилам горячего реза для порезки технологической обрези.

Режим работы стола нормализации труб выставляется в зависимости от марки стали и группы прочности металла, при этом температура металла перед загрузкой в печь повторного нагрева должна быть в пределах 300÷580 °С.

Нагретые в печи повторного нагрева до температуры 950 °С черновые трубы подаются по транспортировочным рольгангам к редукционному стану с натяжением, состоящему из 24 клетей, для получения окончательных геометрических размеров, наружного диаметра и толщины стенки цельнокатаной трубы. По мере прохождения черновой трубы по рольгангам от датчиков в работу включается гидросбив окалины.

На выходе с редукционного стана труба через рольганги, сбрасыватель и перекладчик передается на стол охлаждения.

Охлаждение.

Работа стола охлаждения должна обеспечивать вращение трубы вокруг своей оси.

После охлаждения трубы перекладываются на накопительный стол, установленный в нижней части стола охлаждения, и передаются на транспортировочные рольганги и перемещается к упорам пил пакетной резки для порезки на мерную длину. Трубы мерной длины, полученные после порезки на пилах, направляются для дальнейшей обработки на участки отделки.

Отделка труб.

Участок отделки труб – состоит из двух линий термической обработки К1 и К2 и линии высадки концов насосно-компрессорных труб С3.

Линии термической обработки предназначены для улучшения механических свойств (придания дополнительной прочности, хладостойкости и коррозионной устойчивости путем получения мелкозернистой структуры) материала путем проведения закалки с последующим отпуском. Трубы поступают на линии термической обработки К1 (для обработки труб диаметром от 60 мм до 178 мм) или на линию К2 (для труб диаметром от 114 мм до 273 мм). Термическая обработка трубы выполняется посредством нагрева трубы в печи закалки (максимальный нагрев – 980 ⁰С, нагрев выполняется сжиженным газом). После нагрева труба проходит через систему гидросбива окалины и систему закалки. Закалочная система состоит из трех секций, по периметру которых расположены форсунки для подачи воды на наружную поверхность трубы. После закалки трубы подвергаются повторному нагреву в печи отпуска (максимальная температура печи составляет 800 ⁰С).

Участок С3 предназначен для получения высаженного конца трубы. Высадка представляет собой утолщение стенки по обоим концам трубы для упрочнения соединения между трубами при эксплуатации. Концы труб (250÷500 мм) предварительно нагреваются в индукционной печи до температуры 1200÷1250 ⁰С, далее на высадочном прессе с помощью пресс-формы и штока выполняется формирование высадки на конце трубы. После формирования высадки конец трубы подвергается зачистке для удаления наплывов, несовершенств. После высадки труб одного пакета, с одной стороны, пакет труб переворачивается и производится высадка другого конца труб.

Участок обработки муфт С8 – предназначен для изготовления и обработки муфт для обсадных и насосно-компрессорных труб. На дисковых пилах трубные заготовки для муфт режутся на муфтовые заготовки. Муфтовые заготовки поступают на резьбонарезные станки с ЧПУ для непосредственного нарезания резьбы. Резьбонарезка выполняется в автоматическом режиме по режимам обработки, установленным в технологической карте нарезки резьбы. Годные муфты в зависимости от требований заказчика или нормативной документации фосфатируются или подвергаются термодиффузионному цинкованию. Данные операции обеспечивают антикоррозионные, фрикционные свойства резьбовой поверхности.

Участок неразрушающего контроля – предназначен для контроля качества трубной продукции и состоит из четырех линий. На двух линиях контроля качества С2, С10 производится электромагнитная дефектоскопия тела трубы на наличие продольных и поперечных несовершенств, ультразвуковая толщинометрия и гидростатические испытания внутренним давлением. На линии С1контроля качества производится электромагнитная дефектоскопия, ультразвуковая дефектоскопия на наличие продольных и поперечных несовершенств, ультразвуковая толщинометрия, а также гидростатические испытания внутренним давлением. На линии С9 производится ультразвуковая дефектоскопия тела трубы на наличие продольных, поперечных, наклонных дефектов, расслоение, также наклонных дефектов, расслоение, а также ультразвуковая толщинометрия со 100% охватом поверхности трубы.

Участок финишной обработки труб – предназначен для финишной обработки труб и состоит из трех линий: С5 – линия отработки труб диаметром от 60 мм до 178 мм, С6 – линия обработки труб диаметром от 114 до 245 мм, С7 – участок обработки нефтегазопроводных или труб для паровых котлов и трубопроводов диаметром от 60 до 273 мм. Обработка на указанных линиях включает в себя следующие технологические операции:

нарезание резьбы или снятие фаски на обоих концах трубы. Операция выполняется на резьбонарезных/фасконарезных станах с ЧПУ в автоматическом цикле. Режимы резьбонарезки установлены в технологической карте, разработанной инженером-технологом для каждого сочетания типоразмера, группы прочности и нормативного документа. По завершению резьбонарезки проводится поэлементный контроль резьбы;

магнитопорошковая дефектоскопия каждого конца каждой трубы на наличие продольных и/или поперечных дефектов;

навинчивание муфты выполняется на муфтонаверточном станке в автоматическом режиме с соблюдением рекомендованных нормативной документацией моментов свинчивания;

автоматический контроль внутреннего диаметра шаблоном-дрифтером;

снабжение обработанных концов предохранительными деталями- протекторами;

автоматическое взвешивание и замер длины каждой трубы, нанесение в автоматическом режиме маркировки краской и/или клеймением, а также цветовой идентификации при наличии требования;

нанесение консервационного прозрачного покрытия на наружную поверхность труб для обеспечения защиты от коррозии на время транспортировки и хранения;

упаковка труб в шестиугольные пакеты, обвязка пакетов и оснащение пакетов труб идентификационными бирками.

Далее готовые пакеты труб перемещаются на склад трубопрокатной продукции для отгрузки заказчику.

Схематическое изображение технологии производства труб представлена на рисунках 3.15 и 3.16:

Рисунок 3.15. Схема производства нефтегазопроводных труб

Рисунок 3.16. Схема производства обсадных и насосно-компрессорных труб

При трубопрокатном производстве на предприятиях используются следующие сырьевые и энергетические ресурсы:

котельно-печное топливо (различные виды газа (доменный, коксовый, природный), мазут, кислород);

электрическая энергия;

вода.

В таблице 3.17 представлены текущие объемы потребления энергетических ресурсов, применяемых при трубопрокатном производстве, с разделением по стадиям производства согласно данным КТА.

Таблица 3.17. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов и воды при трубопрокатном производстве

№ п/п	Наименование объекта	Потребляемый ресурс	Целевое назначение использования	Единица измерения	Удельное энергопотребление
1	2	3	4	5	6
1	D	Электрическая энергия	Нагрев заготовок	тыс.кВт*ч/ед.прод	0,29 – 0,33
2	D	Электрическая энергия	Прокатка труб	тыс.кВт*ч/ед.прод	0,29 - 0,33
3	D	Вода техническая	Прокатка труб	тыс.м³/ед.прод	0,0002 – 0,00025
4	D	Электрическая энергия	Термическая обработка труб	тыс.кВт*ч/ед.прод	0,025 – 0,026
5	D	Вода техническая	Термическая обработка труб	тыс.м³/ед.прод	0,00008 – 0,00007
6	D	Котельно-печное топливо	Термическая обработка труб	тыс.м³/ед.прод	0,00012 – 0,00015
7	D	Вода техническая	Высадка концов труб	тыс.кВт*ч/ед.прод	0,046 – 0,054
8	D	Электрическая энергия	Высадка концов труб	тыс.м³/ед.прод	0,0001 – 0,0002

3.7.1. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду

Выбросы в атмосферный воздух

Наибольший вклад в валовые выбросы при производстве труб дают нагревательные печи различного назначения. Основными загрязняющими веществами (ЗВ), поступающими в атмосферу от печей, являются газообразные продукты неполного сгорания топлива, поэтому главным направлением снижения выбросов в атмосферу является энергосбережение.

В выбросах пыли трубного производства основной составляющей являются оксиды железа. Наибольшее пылевыделение происходит в результате погрузочно-разгрузочных работ и производства труб. Борьба с пылегазовыми выбросами в черной металлургии требует больших капитальных и эксплуатационных затрат и осложняется тем, что выбросы образуются на всех стадиях металлургического передела и зачастую носят неорганизованный характер. С помощью различных технических устройств (зонды, кожухи и т. д.) неорганизованные выбросы можно собирать и направлять на очистные сооружения. Отходящие производственные газы, поступающие в атмосферу и содержащие ЗВ, должны быть очищены до такого уровня, чтобы приземные концентрации ЗВ не превышали установленных допустимых значений. Для этого используется:

организация технологического процесса, реализующего идеи экологически чистого производства, минимизирующего образование загрязняющих веществ;

рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере с помощью высоких дымовых труб;

очистка газов от загрязняющих веществ с помощью пылеуловителей, газопромывателей и других очистных устройств.

Источниками образования газообразных загрязняющих веществ являются производственные процессы нагрева заготовок и труб в процессе производства, термической обработки труб. В качестве топлива в печах используется природный газ, в процессе сжигания в атмосферный воздух выделяются азота оксиды и углерода оксид, а также в результате нагрева заготовки и труб – железа оксид (III). Масса отходящих газов зависит от расхода потребляемого газа и конструкционных особенностей печей. Снижение воздействия достигается за счет рассеивания отходящих газов в атмосфере, площадь рассевания зависит от высоты дымовой трубы и движения масс воздуха. Наиболее часто для отвода выбросов от печей применяются трубы с высотой от 20 до 110 м.

Выбросы твердых загрязняющих веществ (взвешенные вещества, пыль неорганическая, содержащая кремния менее 20 % и железа оксид (III) от процессов проката, прессования, сварки и отделки труб улавливают, а затем направляют на очистные сооружения различного типа с использованием как сухого, так и мокрого методов очистки. В трубном производстве среди аппаратов сухой очистки газа наибольшее распространение получили рукавные фильтры, а среди аппаратов мокрой очистки – форсуночные скрубберы и скрубберы Вентури.

Водопотребление и сточные воды.

Сточные воды образуются при охлаждении прокатного оборудования, очистке технологических газов и аспирационного воздуха, обработке металла, гидротранспортировке отходов производства.

Для снижения водопотребления в технологических процессах современное производство труб оснащается оборотными системами с доочисткой воды до требуемых технических нормативов для повторного использования. Большая часть сточных вод образуется при бесконтактном охлаждении оборудования и относится к "условно-чистым" стокам, имеющим только повышенную температуру. Для охлаждения условно-чистых стоков используют градирни различной конструкции.

Загрязненные стоки образуются при контактном охлаждении оборудования и технологического инструмента, гидросбиве окалины, в процессе термической обработки, при охлаждении и гидравлическом испытании труб и содержат различные примеси: окалину, масло, эмульсию. Для очистки загрязненных стоков в локальных оборотных циклах используются разные методы очистки, наиболее часто применяется осаждение загрязняющих веществ в отстойниках, механическая очистка, обработка коагулянтами.

Водовыпусков от отдельных технологий производства труб, как правило, не существует. Крупные предприятия по производству труб на одной площадке производят трубы различного назначения с использованием разных технологий, часто с собственным производством трубной заготовки, поэтому промышленные и ливневые стоки собираются в целом по предприятию и после очистки направляются в водовыпуски. Состав стоков в водовыпуске трубных предприятий зависит от используемых технологий.

Отходы производства.

В производстве трубных изделий образуются твердые отходы: окалина, стружка, металлосодержащая пыль, в процессе травления поверхности труб образуются различные по составу шламы. Основная масса отходов производства и побочной продукции образуется в результате ремонта и замены устаревшего оборудования, замены масел в гидравлических системах и оборудовании, при шлифовке металлических поверхностей, а также в процессе эксплуатации очистного оборудования (замена фильтровальных материалов, осадок очистки сточных вод).

4. Общие наилучшие доступные техники для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

В настоящем разделе описываются общие методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие технического переоснащения, реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

Перечень техник, описанный в данном разделе, не является исчерпывающим. Могут использоваться другие техники при условии обеспечения уровня защиты окружающей среды.

К снижению нагрузки на окружающую среду приводят общие организационные мероприятия по совершенствованию подходов к управлению и организации производства, учет аспектов воздействия на окружающую среду объектов на стадии разработки проектной документации, выбору материалов и реагентов с минимально возможным негативным воздействием на окружающую среду, мероприятия по переходу на малоотходные/безотходные технологии, логистика производства, контроль эффективности производственного процесса, внедрение автоматизированных систем управления производственными процессами, обеспечение безаварийной эксплуатации производства, подготовка и повышение квалификации персонала и др.

4.1. Комплексный подход к защите окружающей среды

Для комплексного предотвращения или минимизации выбросов необходимо использовать методы и примеры, которые позволяют избежать или ограничить выбросы в воздух, воду или почву, и при этом обеспечивается высокий уровень защиты окружающей среды в целом; необходимо принимать во внимание следующие факторы: безопасность установки, влияние утилизации отходов на окружающую среду, экономичное и эффективное использование энергии.

Неизбежные выбросы необходимо улавливать на источнике (в месте возникновения); способы и меры по ограничению уровня выбросов должны соответствовать современному уровню технического развития.

Положения настоящего Справочника по НДТ не должны выполняться путем принятия мер, при которых загрязнения переносятся в другие среды, например, в воду или почву, вопреки современному уровню технического развития. Эти меры должны быть направлены на снижение как массовой концентрации, так и массовых потоков или массовых пропорций исходящих от установки загрязняющих воздух веществ. Они должны надлежащим образом применяться во время эксплуатации установки.

При определении требований необходимо, в частности, учитывать следующие факторы:

выбор интегрированных технологических процессов с максимально высоким выходом продукции и минимальным объемом эмиссий в окружающую среду в целом;

оптимизация процесса, например, путем широкого использования исходных материалов и производства побочных продуктов;

замещение канцерогенных, мутагенных или отрицательно влияющих на репродуктивность исходных материалов;

сокращение объема отходящих газов, например, путем использования систем рециркуляции воздуха, с учетом требований техники безопасности;

экономия энергии и сокращение выбросов газов, влияющих на климат, например, путем оптимизации энергозатрат при планировании, строительстве и эксплуатации установок, утилизации энергии внутри установки, использования теплоизоляции.

Комплексный подход к защите окружающей среды подразумевает под собой систему мер, направленных на выявление источников негативного воздействия производственной деятельности предприятий (выбросы в атмосферу, сбросы в водную среду и образование отходов) на компоненты окружающей среды, на снижение/предотвращение оказываемого ими техногенного воздействия путем их контроля, а также внедрения и применения наилучших доступных технологий с сопоставлением экологической и экономической эффективности предпринимаемых мер.

Для осуществления комплексного подхода предприятия должны уделять особое внимание вопросам охраны окружающей среды, что выражается в:

обязательном учете сырья и вспомогательных материалов, энергии, потребляемых или производимых объектом;

документировании всех источников выбросов, сбросов, образования отходов, имеющихся на объекте, их характера и объема, а также выявление случаев их негативного воздействия на окружающую среду;

используемых технологических решений и иных методов по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, и внедрению наилучших доступных технологий по сокращения норм использования природных ресурсов и снижению объемов выбросов, сбросов и образования отходов на объекте;

разработке эффективных мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды;

декларировании экологической политики предприятия;

подготовке и проведению сертификации производства в системе экологического менеджмента;

выполнении производственного экологического контроля и мониторинга компонентов окружающей среды;

получении экологических разрешений от специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей среды;

осуществлении контроля за выполнением и соблюдением требований экологического законодательства и пр.

Для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо совместить процесс очистки выбросов, сбросов от вредных веществ с процессом утилизации уловленных веществ. "В чистом виде" очистка вредных выбросов малоэффективна, так как с его помощью не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в окружающую среду, т.к. сокращение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды может привести к усилению загрязнения другого.

К примеру, установка влажных фильтров при газоочистке позволяет сократить загрязнение воздуха, но ведет к еще большему загрязнению воды если сточные воды не обрабатываются должным образом. Использование очистных сооружений, даже самых эффективных, резко сокращает уровень загрязнения окружающей среды, однако не решает этой проблемы полностью, поскольку в процессе функционирования этих установок тоже вырабатываются отходы, хотя и в меньшем объеме, но, как правило, с повышенной концентрацией вредных веществ.

Для очистки промышленных стоков используют механический способ и реагентную химическую очистку. Также разрабатываются и внедряются безреагентные способы: электрохимический, электроионитовый, применение ионнообменных смол, озонирование. Механические методы используются в основном как предварительные. Они предназначены для отделения от воды нерастворимых примесей различной крупности. Для этих целей используют решетки, барабанные сетки, фильтры, песколовки, отстойники, нефтеловушки, смоложиромаслоуловители. Основным оборудованием механической очистки сточных вод являются отстойники различных принципов действия, отстойные пруды. В настоящее время для механической очистки применяют гидроциклоны, требующие значительно меньших площадей и отличающиеся более высокой производительностью. Сточные воды после механической очистки в зависимости от состава и предъявляемых к ним требований направляют на химическую, физико-химическую или биологическую очистку. Химическую реагентную очистку применяют в случаях, когда выделение загрязнений возможно только в результате химической реакции между примесью и реагентом с образованием новых веществ, которые легко удалить. Для такой очистки используют реакции окисления, нейтрализации, перевод вредных примесей в безвредные, обезвреживание методом хлорирования и др. Подобные методы требуют большого расхода реагентов. Кроме того, образующиеся в результате реакции соединения необходимо удалять из стоков и обрабатывать. Наиболее широко применяется нейтрализация сточных вод для удаления из них кислот, щелочей, солей металлов.

Устранение самих причин загрязнения требует внедрения малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для окружающей среды веществ.

Использование определенных типов отходов в качестве альтернативных видов топлива позволит снизить использование ископаемого природного топлива, объемы накопления образованных отходов и снижению выбросов. Однако, при подборе материала должны учитываться химический состав отхода и экологические последствия, которые может вызвать процесс переработки каждого вида отходов.

Технологические операции, связанные с отключением или обходом систем очистки отходящих газов, должны разрабатываться и осуществляться с учетом низкого уровня выбросов, а также контролироваться путем фиксации соответствующих технологических параметров. На случай выхода из строя очистного оборудования необходимо предусмотреть меры для незамедлительного максимального сокращения выбросов с учетом принципа соразмерности.

4.2. Внедрение систем экологического менеджмента

Описание

Система, отражающая соответствие деятельности предприятия целям в области охраны окружающей среды. СЭМ являются наиболее действенными и эффективными, когда они образуют неотъемлемую часть общей системы менеджмента и операционного управления производством.

Техническое описание

СЭМ является методом, позволяющим операторам установок решать экологические проблемы на систематической и очевидной основе. Все действующие СЭМ включают концепцию непрерывного совершенствования, а это означает, что управление окружающей средой – это непрерывный процесс, а не проект, который в итоге подходит к концу. Существуют различные схемы процессов, но большинство СЭМ основаны на цикле PDCA (Планируй – делай – проверяй – исполняй), который широко используется в других контекстах менеджмента организаций. Цикл представляет собой итеративную динамическую модель, где завершение одного цикла происходит в начале следующего.

СЭМ может принимать форму стандартизированной или нестандартной ("настраиваемой") системы. Внедрение и соблюдение международно-признанной стандартизированной системы, такой как ISO 14001:2015, может повысить доверие к СЭМ, особенно при условии надлежащей внешней проверки. Однако не стандартизированные системы могут в принципе быть одинаково эффективными при условии того, что они должным образом разработаны, внедрены и проверены аудитом.

Стандартизированные системы ISO 14001:2015 и не стандартизированные системы в принципе применяются к организациям, настоящий документ использует более узкий подход, не считая всех видов деятельности организации, например, в отношении их продуктов и услуг.

СЭМ может содержать следующие компоненты:

1. Заинтересованность руководства, включая высшее руководство на уровне компании и предприятия (например, руководитель предприятия).

2. Анализ, включающий определение контекста организации, выявление потребностей и ожиданий заинтересованных сторон, определение характеристик предприятия, связанных с возможными рисками для окружающей среды (и здоровья человека), а также применимых правовых требований, касающихся окружающей среды.

3. Экологическую политику, которая включает в себя постоянное совершенствование установки посредством менеджмента.

4. Планирование и установление необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями.

5. Выполнение процедур, требующих особого внимания:

а) структура и ответственность;

б) набор, обучение, информированность и компетентность персонала, чья работа может повлиять на экологические показатели;

в) внутренние и внешние коммуникации;

г) вовлечение сотрудников на всех уровнях организации;

д) документация (создание и ведение письменных процедур для контроля деятельности со значительным воздействием на окружающую среду, а также соответствующих записей);

е) эффективное оперативное планирование и контроль процессов;

ж) программа технического обслуживания;

з) готовность к чрезвычайным ситуациям и реагированию, включая предотвращение и/или снижение воздействия неблагоприятных (экологических) последствий чрезвычайных ситуаций;

и) обеспечению соответствия экологическому законодательству;

6. Обеспечение соблюдения экологического законодательства.

7. Проверку работоспособности и принятие корректирующих мер с уделением особого внимания к следующим действиям:

а) мониторинг и измерение;

б) корректирующие и превентивные действия;

в) ведение записей;

г) независимый внутренний и внешний аудит для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям и надлежащим ли образом она внедряется и поддерживается.

8. Обзор СЭМ и ее постоянную пригодность, адекватность и эффективность со стороны высшего руководства.

9. Подготовка регулярной отчетности, предусмотренной экологическим законодательством.

10. Валидацию органом по сертификации или внешним верификатором СЭМ.

11. Следование за развитием более чистых технологий.

12. Рассмотрение воздействия на окружающую среду от возможного снятия с эксплуатации установки на этапе проектирования нового завода и на протяжении всего срока его службы.

13. Применение отраслевого бенчмаркинга на регулярной основе (сравнение показателей своей компании с лучшими предприятиями отрасли).

14. Систему управления отходами.

15. На установках/объектах с несколькими операторами, создание объединений, в которых определяются роли, обязанности и координация операционных процедур каждого оператора установки в целях расширения сотрудничества между различными операторами.

16. Инвентаризацию сточных вод и выбросов в атмосферу.

Достигнутые экологические выгоды

Поддержание и выполнение четких процедур в штатных и нештатных ситуациях и соответствующее распределение обязанностей дает гарантию того, что на предприятии всегда соблюдаются условия экологического разрешения, достигаются поставленные цели и решаются задачи. Система экологического менеджмента обеспечивает постоянное улучшение экологической результативности.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Все значительные входные потоки (включая потребление энергии) и выходные потоки (выбросы, сбросы, отходы) взаимосвязано управляются оператором в кратко- средне- и долгосрочном аспектах, с учетом особенностей финансового планирования и инвестиционных циклов. Это означает, например, что применение краткосрочных решений по очистке выбросов и сбросов ("на конце трубы") может привести к долгосрочному повышению потребления энергии и отсрочить инвестиции в потенциально более выгодные решения по защите окружающей среды.

Принципы экологического менеджмента нацелены на предотвращение негативного воздействия установки на окружающую среду в целом.

На ряде предприятий, рассмотренных в рамках данного Справочника по НДТ, функционируют СЭМ. Так, на АО "ССГПО" функционирует интегрированная система менеджмента (ИСМ), включающая в себя систему менеджмента качества (СМК), систему управления охраной окружающей среды (СУООС), систему управления охраной труда (СУОТ) и систему энергетического менеджмента (СЭнМ).

СМК, СУООС, СУОТ и СЭнМ сертифицированы на соответствие требованиям международных стандартов ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, ISO 45001:2018 и ISO 50001:2018.

На АО "АрселорМиттал Темиртау" существуют интегрированные системы экологического менеджмента (ISO 14001), управления охраной здоровья и техникой безопасности (ISO 45001:2018), контроля качества (ISO 9001) и энергетического менеджмента (ISO 50001) внедрена и функционирует, но не сертифицирована.

Предприятия ПФ ТОО "Кастинг" и ПФ ТОО "КSP Steel" сертифицировано на соответствие системе менеджмента качества на базе МС ISO 9001, экологического менеджмента ISO 14001 и безопасности труда ISO 45001:2018.

Кросс-медиа эффекты

Методы экологического менеджмента проектируются таким образом, чтобы минимизировать воздействие установки на окружающую среду в целом.

Технические соображения, касающиеся применимости

Компоненты СЭМ могут быть применены ко всем установкам. Область охвата (например, уровень детализации) и формы системы экологического менеджмента должны соответствовать эксплуатационным характеристикам применяемого технологического оборудования и уровню ее воздействия на окружающую среду.

Экономика

Определение стоимости и экономической эффективности внедрения и поддержания действующей системы экологического менеджмента определяется в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Система экологического менеджмента может обеспечить ряд преимуществ, например:

улучшение экологических показателей предприятия;

улучшение основы для принятия решений;

улучшение понимания экологических аспектов компании;

улучшение мотивации персонала;

дополнительные возможности снижения эксплуатационных затрат и улучшение качества продукции;

улучшение экологической результативности;

снижение затрат, связанных с экологическими нарушениями, невыполнением установленных требований и др.

4.3. Внедрение систем энергетического менеджмента

НДТ состоит во внедрении и поддержании функционирования системы энергоменеджмента (далее ‒ СЭнМ). Реализация и функционирование СЭнМ может быть обеспечено в составе существующей системы менеджмента (например, системы экологического менеджмента) или создания отдельной системы энергоменеджмента.

В состав СЭнМ входят, в той мере, в какой это применимо к конкретным условиям, следующие элементы: приверженность высшего руководства в отношении системы менеджмента энергоэффективности на уровне предприятия; политика в области энергоэффективности, утвержденная высшим руководством предприятия; планирование, а также определение целей и задач; разработка и соблюдение процедур, определяющих функционирование системы энергоменеджмента в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 50001.

Руководства и процедуры системы должны уделять особое внимание следующим вопросам:

организационной структуре системы;

ответственности персонала, его обучению, повышение компетентности в области энергоэффективности;

обеспечению внутреннего информационного обмена (собрания, совещания, электронная почта, информационные стенды, производственная газета и др.);

вовлечению персонала в мероприятия, направленные на повышение энергоэффективности;

ведению документации и обеспечению эффективного контроля производственных процессов;

обеспечению соответствия законодательным требованиям в области энергоэффективности и соответствующим соглашениям (если таковые существуют);

определению внутренних показателей энергоэффективности и их периодической оценке, а также систематическому и регулярному сопоставлению их с отраслевыми и другими подтвержденными данными.

При оценке результативности ранее выполненных и внедрении корректирующих мероприятий должно уделяться особое внимание следующим вопросам:

мониторингу и измерениям;

корректирующим и профилактическим действиям;

ведению документации;

внутреннему (или внешнему) аудиту с целью оценки соответствия системы установленным требованиям, результативности ее внедрения и поддержания ее на соответствующем уровне;

регулярному анализу СЭнМ со стороны высшего руководства на соответствие целям, адекватности и результативности;

учету при проектировании новых установок и систем возможного воздействия на окружающую среду, связанное с последующим выводом их из эксплуатации;

разработке собственных энергоэффективных технологий и отслеживание достижений в области методов обеспечения энергоэффективности за пределами предприятия.

Оценка опыта внедрения СЭнМ на предприятиях как в Республике Казахстан, так и за рубежом показывает, что организация и внедрение СЭнМ позволяет снизить потребление энергии и ресурсов ежегодно на 1–3 % (на начальном этапе до 10-20 %), что соответственно приводит к снижению выбросов вредных веществ и парниковых газов. Применение энергетического менеджмента на предприятиях играет огромную роль для ограничения выбросов парниковых газов (ПГ).

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

повышение уровня мотивации и вовлечения персонала;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат улучшения качества продукции.

4.4. Мониторинг эмиссий

Мониторинг представляет собой систематические наблюдения за изменениями химических или физических параметров в различных средах, основанный на повторяющихся измерениях или наблюдениях с определенной частотой, в соответствии с задокументированными и согласованными процедурами.

Мониторинг проводится для получения достоверной (точной) информации о содержании загрязняющих веществ в отходящих потоках (выбросы, сбросы) для контроля и прогнозирования возможных воздействий на окружающую среду. Одним из наиболее важных вопросов является контроль эффективности процессов связанных с очисткой выбросов, сбросов, удалением и переработкой отходов для того, чтобы можно было провести анализ о достижимости поставленным экологическим целям, а также выявлению и устранению возможных аварий и инцидентов.

Частота проведения мониторинга зависит от вида загрязняющего вещества (токсичность, воздействие на ОС и человека), характеристик используемого сырьевого материала, мощности предприятия, а также применяемых методов сокращения эмиссий, при этом она должна быть достаточной для получения репрезентативных данных по тому параметру, мониторинг которого проводится. В большинстве случаев для получения информации о концентрации загрязняющих веществ в отходящих потоках используются среднесуточные значения или среднее значение за определенный период выборки.

Используемые для мониторинга методы, средства измерений, применяемое оборудование, процедуры и инструменты, должны соответствовать стандартам, действующим на территории РК. Использование международных стандартов должно быть регламентировано НПА РК.

Перед проведением замеров необходимо составление плана мониторинга, к котором должны быть учтены такие показатели как: режим эксплуатации установки (непрерывный, прерывистый, операции пуска и останова, изменение нагрузки), эксплуатационное состояние установок по очистке газа или стоков, факторы возможного термодинамического воздействия.

При определении методов измерений, определении точек отбора проб, количестве проб и продолжительности их отбора, необходимо учитывать такие факторы как:

режим работы установки и возможные причины его изменения;

потенциальная опасность выбросов;

время, необходимое для отбора проб, с целю получения репрезентативных данных.

Обычно при выборе эксплуатационного режима для проведения измерения выбирается режим, при котором могут быть отмечено максимальное воздействие на окружающую среду (максимальная нагрузка).

При выполнении мониторинга атмосферного воздуха основное внимание должно уделяться состоянию окружающей среды в зоне активного загрязнения (для источников загрязнения атмосферы).

Мониторинг технологических газов предоставляет информацию о составе технологических газов и о косвенных выбросах при сгорании технологических газов, таких как выбросы пыли, тяжелых металлов и SO_x.

Для определения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, может быть использован произвольный отбор проб или показатели объединенных суточных проб (в течение 24 часов), основанные на отборе проб пропорционально расходу или усредненные по времени.

При отборе проб не приемлемо разбавление газов или сточных вод, так как полученные при этом показатели нельзя будет считать объективными.

Мониторинг эмиссий может проводиться как прямым методом (инструментальные замеры), так и непрямым методом (расчетные методики). При этом метод, основанный на проведении инструментальных замеров, зависит от частоты отбора проб, и может быть периодическим или непрерывным. Каждый из перечисленных методов имеет свои преимущества и недостатки.

Точки отбора проб

Точки отбора проб должны соответствовать требованиям законодательства РК в области измерений. Точки отбора проб должны:

быть четко обозначенными;

если возможно, иметь постоянный поток газа в точке отбора;

иметь необходимые источники энергии;

иметь доступ и место для размещения приборов и специалиста;

обеспечивать соблюдение требований безопасности на рабочем месте.

Компоненты и параметры

Компонентами производственного мониторинга являются контролируемые загрязняющие вещества, присутствующие в эмиссиях в окружающую среду (выбросы, сбросы), измеряемые или рассчитываемые на основе утвержденных методических документов.

Стандартные условия

При исследованиях состояния атмосферного воздуха необходимо учитывать:

температуру окружающей среды;

относительную влажность;

скорость и направление ветра;

атмосферное давление;

общее погодное состояние (облачность, наличие осадков);

объем газовоздушной смеси;

температуру отходящего газа (для расчета концентрации и массового расхода);

содержание водяных паров;

статическое давление, скорость потока в канале отходящего газа;

содержание кислорода.

Данные параметры могут использоваться при определении наличия определенных компонентов в отходящем потоке газа, например температура, содержание кислорода и пыли в газе могут указывать на разложение ПХДД/Ф. Значение pH в сточных водах может также использоваться для определения эффективности осаждения металлов.

Помимо наблюдений за качественными и количественными показателями отходящих потоков, мониторингу подлежат параметры основных технологических процессов, к которым относятся:

количество загружаемого сырья;

производительность;

температура горения (или скорость потока);

количество подсоединенных аспирационных установок;

скорость потока, напряжение и количество удаляемой пыли из электрофильтра вместо концентрации пыли;

датчики утечки для применяемого очистного оборудования (например, возможные превышения концентрации при разрыве фильтровальной ткани рукавных фильтров).

В дополнение к вышеперечисленным параметрам для эффективной работы установки и системы очистки дымовых газов могут быть необходимы дополнительные измерения определенных параметров (таких как напряжение и электричество (электрофильтры), перепад давления (рукавные фильтры) и концентрации загрязняющих веществ на различных установках в газоходах (например, до и после пылегазоочистки).

Непрерывное и периодическое измерение выбросов

Непрерывный мониторинг выбросов предполагает постоянное измерение автоматизированной системой мониторинга, установленной на источнике выбросов.

Возможно непрерывное измерение нескольких компонентов в газах или в сточных водах, и в некоторых случаях точные концентрации могут определяться непрерывно или в виде средних значений в течение согласованных периодов времени (почасово, посуточно и т. д.). В этих случаях анализ средних значений и использование процентилей могут обеспечить гибкий метод демонстрации соответствия условиям разрешения, а средние значения можно легко и автоматически оценить. [23]

Периодические измерения включают определение измеряемой величины с заданными временными интервалами с использованием ручных или автоматизированных методов. Указанные промежутки времени обычно являются регулярными (например, один раз в месяц или один раз/два раза в год). Длительность отбора определяется, как период времени, в течение которого образец отбирается. На практике иногда выражение "точечный отбор" используется аналогично "периодическому измерению". Количество отбираемых проб может быть различным, в зависимости от определяемого вещества, условий отбора проб, однако для получения достоверных показателей стабильного выброса наилучшей рекомендуемой практикой является получение, как минимум трех выборок последовательно в одной серии измерений.

Продолжительность и время измерений, точки отбора проб, измеряемые вещества (т. е. загрязнители и косвенные параметры) также устанавливаются на начальном этапе, при определении целей мониторинга. В большинстве случаев продолжительность отбора проб составляет 30 минут, но также может быть и 60 минут, в зависимости от загрязняющего вещества, интенсивности выброса, а также схемы расположения мест отбора проб (места установки датчиков - в случае использования автоматизированных систем). Так, например, в случаях низких концентрации пыли или необходимости определения ПХДД/Ф, может потребоваться больше времени для отбора проб.

Оценку воздействия выбросов и их сокращение с течением времени следует сопоставлять с относительной долей неорганизованных и организованных источников выбросов на конкретном участке. Сравнение этих результатов со стандартами качества окружающей среды, пределом воздействия на рабочем месте или прогнозируемыми значениями концентраций.

Местоположения точек отбора должны соответствовать стандартам безопасности и гигиены труда, быть легкодоступными и иметь достаточный размер.

Воздействие предприятия на водные ресурсы определяется оценкой рационального использования воды, степенью загрязнения сточных вод, возможностями их очистки на локальных очистных сооружениях, решением вопросов регулирования, сброса и очистки поверхностного стока.

4.4.1. Мониторинг выбросов в атмосферный воздух

Мониторинг выбросов в атмосферный воздух является составной частью производственного экологического контроля, который проводится для получения объективных данных с установленной периодичностью о воздействии производственной деятельности предприятия на окружающую среду.

Мониторинг выбросов осуществляется для определения концентрации (количества) загрязняющих веществ в отходящих газах технологического оборудования, с целью:

соблюдения показателей выбросов предельным допустимым концентрациям, установленными и согласованным государственными органами;

контроля протекания технологических процессов производства (сбор, хранение и подготовка сырьевых материалов, процессов, связанных с термической обработкой (обжиг/плавка), сопутствующие процессы для получения готовой продукции, в соответствии с установленными стандартами;

контроль эффективности эксплуатации пылегазоочистного оборудования;

принятия оперативных решений в области природопользования, и прогнозирования - для принятия долговременных решений.

Все методы и инструменты, используемые для мониторинга эмиссий в атмосферный воздух, устанавливаются и определяются соответствующими национальными нормативно-правовыми актами.

Мониторинг выбросов может осуществляться методом прямых измерений, из которых можно выделить:

инструментальный метод, основанный на использовании автоматических газоанализаторов, непрерывно измеряющих концентрации загрязняющих веществ в выбросах контролируемых источников (непрерывные измерения);

инструментально-лабораторный - основанный на отборе проб отходящих газов из контролируемых источников с последующим их анализом в химических лабораториях (периодические измерения), а также с использованием расчетных методов, основанных на использовании методологических данных, в случаях, когда измерение выбросов технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.

Мониторинг выбросов в атмосферном воздухе может проводиться как для организованных источников выбросов, так и для неорганизованных источников.

Мониторинг концентраций ЗВ в дымовых газах осуществляется в форме периодических или непрерывных измерений. Периодические замеры проводятся специализированным персоналом путем краткосрочного отбора проб дымовых газов в трубе. Для измерений образец дымового газа извлекается из газохода, и загрязняющее вещество анализируется мгновенно с помощью переносных измерительных систем (например, газоанализаторов) или впоследствии в лаборатории. Мониторинг эмиссий путем непрерывных измерений (автоматизированный мониторинг), осуществляется измерительным оборудованием, установленным непосредственно в дымовой трубе, а также в газоходе с соблюдением действующих в РК стандартов отбора проб.

В список контролируемых веществ должны включаться загрязняющие вещества (в том числе маркерные), которые присутствуют в выбросах стационарных источников и в отношении которых установлены технологические нормативы, предельно допустимые выбросы, с указанием используемых методов контроля (инструментальные).

Ниже рассмотрены некоторые методы количественного определения неорганизованных выбросов:

метод аналогии с организованными выбросами, основанный на определении "эквивалентной поверхности", через которую измеряется поток вещества;

оценка утечек из оборудования;

использование расчетных методов с помощью коэффициентов для определения выбросов из емкостей для хранения, во время погрузочно-разгрузочных операций, а также выбросов, возникающих в результате деятельности вспомогательных участков (очистных сооружений и пр.);

использование устройств для оптического мониторинга (обнаружение и определение концентраций загрязняющих веществ в результате утечки с подветренной от предприятия стороны с использованием электромагнитного излучения, которое поглощается и/или рассеивается загрязняющими веществами);

метод материального баланса (учет входного потока вещества, его накопление, выходной поток этого вещества, а также его разложение в ходе технологического процесса, после чего остаток считается поступившим в окружающую среду в виде выбросов);

выпуск газа-трассера в различные выбранные точки или зоны на территории предприятия, а также в точки, расположенные на разной высоте на этих участках;

метод оценки по принципу подобия (количественная оценка выбросов исходя из результатов измерения качества воздуха с подветренной стороны, с учетом метеорологических данных);

оценка мокрых и сухих осаждений загрязняющих веществ с подветренной от предприятия стороны, что позволит впоследствии оценить динамику этих выбросов (за месяц или за год).

Нет методов измерений, которые применимы для общего использования на всех участках, и методологии измерений отличаются от участка к участку. Имеются значительные воздействия от других источников поблизости от промплощадки, такие как вспомогательные производства, транспорт и иные источники, которые сильно затрудняют экстраполяцию. Следовательно, полученные результаты относительны или являются ориентирами, которые могут указывать на снижение, достигнутое при помощи принятых мер по снижению неконтролируемых выбросов.

Точки отбора проб должны отвечать стандартам производственной гигиены и техники безопасности, быть легко и быстро достижимы и иметь должные размеры.

Измерение неорганизованных выбросов от площадных источников является более сложным и требует более тщательно разработанных методов, так как:

характеристики выбросов регулируются метеорологическими условиями и подвержены большим колебаниям;

источник выбросов может иметь большую площадь и может быть определен с неточностью;

погрешности относительно измеренных данных могут быть значительны.

Описанные методы для мониторинга неорганизованных выбросов были разработаны с учетом международного опыта, и находятся на той стадии, когда они не могут выдать точные и надежные фактические показатели, однако они позволяют показывать ориентировочные уровни выбросов или тенденции возможного увеличения выбросов за определенный период времени. В случае применения одного или нескольких предлагаемых методов необходимо учитывать местный опыт использования, знания местных условий, особой конфигурации установки и т. п.

Методы и инструменты, используемые для мониторинга эмиссий в атмосферный воздух, проводятся согласно утвержденной Программе производственного экологического контроля.

4.4.2. Мониторинг сбросов в водные объекты

Производственный мониторинг водных ресурсов представляет единую систему наблюдений и контроля деятельности предприятия для своевременного выявления и оценки происходящих изменений, прогнозирования мероприятий, направленных на рациональное использование водных ресурсов и смягчение воздействия на окружающую среду.

В рамках производственного мониторинга состояния водных ресурсов предусматривается контроль систем водопотребления и водоотведения и осуществление наблюдений за источниками воздействия на водные ресурсы рассматриваемого района, а также их рационального использования.

Результаты мониторинга позволяют своевременно выявить и провести оценку происходящих изменений окружающей среды при осуществлении производственной деятельности.

Метод непрерывных измерений наряду с оценкой выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух широко применяется также для определения параметров сточных вод промышленных предприятий. Измерения проводятся непосредственно в потоке сточных вод.

Основным параметром, который практически всегда устанавливается в ходе непрерывных измерений, является объемный расход сточных вод. Дополнительно в процессе непрерывного мониторинга в потоке сточных вод могут определяться следующие параметры:

pH и электропроводимость;

температура;

мутность.

Выбор в пользу использования непрерывного мониторинга для сбросов, зависит от:

ожидаемого воздействия сбросов сточных вод на окружающую среду с учетом особенностей местных условий;

необходимости мониторинга и контроля производительности установки по очистке сточных вод для возможности быстрого реагирования на изменения параметров очищенной воды (при этом, минимальная частота проведения замеров может зависеть от конструкции очистных сооружений и объемов сбросов сточных вод);

наличия и надежности измерительного оборудования и характера сброса сточных вод;

затрат на непрерывные измерения (экономической целесообразности).

В список контролируемых веществ должны включаться маркерные загрязняющие вещества с указанием используемых методов контроля (инструментальные).

Для мониторинга сброса сточных вод существует ряд стандартных процедур отбора и анализа проб воды и сточных вод, в том числе:

разовая (точечная, простая) проба – одна проба, взятая из потока сточных вод;

составная (усредненная, смешанная) проба – проба, отбираемая непрерывно в течение определенного периода, или проба, состоящая из нескольких проб, отбираемых непрерывно или периодически в течение определенного периода и затем смешанных;

контрольная точечная проба – смешанная проба из не менее, чем пяти простых проб, отобранных в течение максимум двух часов с интервалом не менее двух минут и затем смешанных.

4.5. Управление водными ресурсами

Описание

Организация системы водопользования, является неотъемлемым этапом, необходимым для формирования экологической политики предприятия, при этом необходимо учитывать имеющиеся на предприятии процессы, качество и доступность исходной потребляемой воды, объемы потребления, климатические условия, доступность и целесообразность применения тех или иных технологий, требования законодательства в области охраны окружающей среды и промышленной безопасности, а также массу других аспектов.

Снижение потребление воды, забираемой из внешних источников, является основной целью системы водопользования, показателями эффективности которой являются данные удельного и валового потребления воды на предприятии.

Техническое описание

НДТ для управления водными ресурсами заключается в снижении потребления воды, предотвращении, сборе и разделении типов сточных вод, максимизируя внутреннюю рециркуляцию и используя адекватную очистку для каждого конечного потока. К основным используемым методам относятся:

отказ от использования питьевой воды для производственных линий;

увеличение количества и/или мощности систем оборотного водоснабжения при строительстве новых заводов или модернизации/реконструкции существующих заводов;

централизованное распределение поступающей пресной воды;

повторное использование воды до тех пор, пока отдельные параметры не достигнут определенных пределов;

использование воды в других установках, если затрагиваются только отдельные параметры воды и возможно дальнейшее использование;

разделение очищенных и неочищенных сточных вод, по возможности использование ливневых сточных вод;

по возможности предусмотреть меры по ведению мониторинга качества воды, сбрасываемой из зон хранения и смешивания, если такие стоки находятся вблизи селитебной территории;

Достигнутые экологические выгоды

Снижение потребления водных ресурсов, повышение показателей экологической эффективности.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Предприятие ПФ ТОО "KSP Steel" использует технологии, направленные на предотвращение загрязнения водного бассейна и минимизацию водопотребления: учет водопотребления и водоотведения, применение локальных оборотных циклов, применение оборотного водоснабжения, применение замкнутых водооборотных систем, обезвоживание шламов.

Для сокращения потребления свежей технической воды АО "АМТ", организована система оборотного водоснабжения через пруд-охладитель. Пруд-охладитель создан путем отделения части Самаркандского водохранилища намывом ограждающей дамбы, с последующим формированием откосов и гребня дамбы длиной около 8,6 км.

Кросс-медиа эффекты

Сокращение потребления первичных водных ресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Управление водными ресурсами на интегрированном металлургическом заводе будет в первую очередь ограничиваться наличием и качеством пресной воды и требованиями законодательства. На существующих заводах существующая конфигурация системы водопользования может ограничивать применимость.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение потребления водных ресурсов, повышение показателей экологической эффективности.

4.6. Управление отходами

В целях предотвращения загрязнения компонентов окружающей среды система управления отходами должна быть основана на применении общепринятых технологий обращения с отходами и осуществляться в соответствии с требованиями действующего экологического законодательства, международных и внутренних стандартов.

Процесс управления отходами включает в себя этапы: образование отходов, накопление на месте их образования (временное складирование отходов в специально установленных местах до целесообразного вывоза), сбор отходов, включая вспомогательные операции по первичной обработке и сортировке отходов в процессе их сбора, транспортировка отходов для дальнейшего обращения с ними, восстановление отходов (подготовка к повторному использованию, переработка, использование отходов в качестве вторичного энергетического или материального ресурса), удаление отходов (захоронение или уничтожение).

Обращение с каждым видом отходов производства и потребления зависит от их происхождения, агрегатного состояния, физико-химических свойств субстрата, количественного соотношения компонентов и степени опасности отхода.

Сбор, накопление отходов осуществляется только в специально установленных и оборудованных местах согласно требованиям законодательства Республики Казахстан (контейнерах, емкостях, площадках, складах, хранилищах и др.) раздельно, в соответствии с видом каждого отхода, методами утилизации, реализацией и обезвреживанием. Хранение отходов в контейнерах позволяет предотвратить утечки, уменьшить уровень их воздействия на окружающую среду, а также воздействие погодных условий на состояние отходов.

В интересах охраны окружающей среды и обеспечения устойчивого развития Республики Казахстан должен применяться принцип приоритетного применения различных способов обращения с отходами в виде иерархии мер по предотвращению образования отходов и управлению образовавшихся отходов в порядке их убывания:

1) предотвращение образования отходов;

2) подготовка отходов к повторному использованию;

3) переработка отходов;

4) утилизация отходов;

5) удаление отходов.

Такие методы как удаление отходов или захоронение, сжигание без получения энергии, сжигание как производство и восстановление энергии как методы утилизации отходов применяются, если ни один из вышеперечисленных способов управления отходами не может быть использован. Такие методы относятся к менее предпочтительным.

Кроме качественного критерия при определении приоритетных для сбора видов отходов необходимо обратить внимание на следующие важные критерии:

количество удаляемых и утилизируемых отходов;

экономический аспект;

доступность специализированных мощностей по обращению с отходами.

Принцип экономической целесообразности по обращению с отходами подразумевают под собой, как минимум, следующее:

для подтверждения того, что используемый технический метод по утилизации/переработке отходов является приемлемым, он должен соответствовать наилучшим доступным техникам;

образование должно быть стабильным из года в год, для компании-переработчика отходов от объема образования зависит подбор мощности оборудования;

доступность специализированных мощностей по обращению с отходами, подразумевает, в том числе, принцип близости к источнику.

Сведение отходов к минимуму посредством оптимизации процесса и насколько возможно большего использования остатков и отходов, является существующей практикой на сегодняшний день на многих предприятиях.

4.7. Снижение уровней физического воздействия

Шум и вибрация являются общераспространенными проблемами в данном секторе промышленности, а их источники встречаются во всех отраслях.

Шум, являясь общебиологическим раздражителем, оказывает влияние не только на слуховой анализатор, но действует на структуры головного мозга, вызывая сдвиги в различных функциональных системах организма. Среди многочисленных проявлений неблагоприятного воздействия шума на организм человека выделяются: снижение разборчивости речи, неприятные ощущения, развитие утомления и снижение производительности труда, появление шумовой патологии.

В настоящее время имеется некоторая информация о причинах и подходах для предотвращения и сведения к минимуму шума и вибрации. Влияние шума на операторов внутри установки не рассматривается в рамках данного документа.

Новые установки могут характеризоваться низким уровнем шума и вибрации. Надлежащее техническое обслуживание способствует предотвращению разбалансировки оборудования (вентиляторы, насосы). Соединения между оборудованием могут быть сконструированы специальным образом для предотвращения или минимизации передачи шума.

Чтобы снизить уровень шума и предотвратить его распространение на ближайшую территорию, могут быть применены различные технические решения по снижению шума:

регулярное техобслуживание оборудования, герметизация и ограждение вызывающих шум технических средств;

сооружение шумозащитных валов;

звукоизоляция оборудования и инструментов с помощью глушителей, резонаторов, кожухов;

акустически рациональные планировочные решения в проектировании зданий, помещений, сооружений;

ограждение шумного оборудования;

определение перечня оборудования с превышением норм по генерации шума (в соответствии с отраслевыми нормами);

малошумные оборудования;

закрытие дверей и окон в закрытых помещениях, если это возможно;

оборудование для контроля шума и вибрации.

Перечисленные меры доступны к применению на действующих, модернизируемых и новых объектах. Если вышеупомянутые технические решения не могут быть применены и, если установки, выделяющие шум, невозможно перевести в отдельные здания, например, из-за размера печей и их средств обслуживания, применяются вторичные технические решения, например строительство зданий или природных барьеров, таких как растущие деревья и кустарники между селитебной зоной и источником активного шума. Двери и окна защищаемого пространства должны быть плотно закрыты в период эксплуатации шумовыделяющих установок.

Так, на ПФ ТОО "KSP Steel", ПФ ТОО "Кастинг" для снижения акустического воздействия выполнены виброизоляция производств/агрегатов, звукоизоляция зданий для укрытия любых шумопроизводящих операций, включая оборудование для переработки материалов.

Для снижения уровня шума АО "АМТ" использует следующие методы: ограждение агрегатов, виброизоляция, звукоизоляция, применение глушителей.

Вибрация — это механическое колебательное движение системы с упругими связями. Вибрацию по способу передачи на человека (в зависимости от характера контакта с источниками вибрации) условно подразделяют на: местную (локальную), передающуюся на руки работающего, и общую, передающуюся через опорные поверхности на тело человека, в положении сидя или стоя.

Общая вибрация в практике гигиенического нормирования обозначается как вибрация рабочих мест. В производственных условиях нередко имеет место совместное воздействие местной и общей вибрации.

Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственно его контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.

Снижение неблагоприятного действия вибрации ручных механизированных инструментов на оператора достигается путем технических решений:

уменьшением интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований);

средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками человека-оператора;

виброизоляция производств/агрегатов.

5. Техники, которые рассматриваются при выборе наилучших доступных техник

В данном разделе справочника по НДТ приводится описание существующих техник для конкретной области применения, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

При описании техник учитывается оценка преимуществ внедрения НДТ для окружающей среды, приводятся данные об ограничениях в применении НДТ, экономические показатели, характеризующие НДТ, а также иные сведения, имеющие значение для практического применения НДТ.

Основной задачей описываемых в данном разделе методов является достижение минимальных показателей выбросов, сбросов, образование отходов с применение одной или нескольких техник, в целях комплексного предотвращения загрязнения окружающей среды.

5.1. НДТ, направленные на внедрение систем автоматизированного контроля и управления в технологическом процессе

5.1.1. Автоматизированные системы управления технологическим процессом

Описание

Автоматизация технологического процесса - совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Как правило, в результате автоматизации технологического процесса создается АСУ ТП.

Основа автоматизации технологических процессов — это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности). В качестве оценочной характеристики может выступать понятие уровня (степени) автоматизации.

Техническое описание

Создание крупных металлургических агрегатов и их комплексов позволяет более эффективно использовать сырье, топливо, капиталовложения, открывает широкие возможности для достижения высоких технико-экономических показателей при значительном снижении численности обслуживающего персонала.

Управление интенсифицированными технологическими процессами крупных металлургических агрегатов представляет сложную задачу, решение которой возможно с помощью применения современных методов и средств управления, достигнутых мировой техникой.

Большой ассортимент и значительный объем выпускаемой продукции, разнообразие технологических процессов, агрегатов и режимов их работы — все это требует высокого уровня организации системы управления комплексом. Создание взаимосвязанных систем управления АСУТП и АСУП, сосредоточенных на основной производственной деятельности комплекса, является важнейшей задачей.

Таблица 5.1. Виды автоматизированных систем в зависимости от технологии

№ п.п.	Наименование автоматизированных систем
1	2
Доменные печи
1	Автоматический контроль и управление доменным процессом
2	Автоматический контроль и управление газораспределением
Горячекатаный прокат
3	Автоматизация нагревательных печей
4	Автоматизация процессов прокатки полос

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения расходов ресурсов в технологических процессах.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Общесистемные решения, принятые в проектах АСУТП соответствуют базовым принципам современной концепции построения автоматизированных информационно-управляющих систем, включающих следующие основные положения:

структура системы иерархическая, с четким, надежным, межуровневым взаимодействием, основанная на стандартизованных промышленных протоколах обмена данными;

гибкий централизованный, иерархический контроль и управление объектом автоматизации;

открытая архитектура информационного взаимодействия различных компонентов системы;

минимальное время восстановления работоспособности системы;

самодиагностика;

удобное, простое обслуживание и интуитивно понятные интерактивные интерфейсы, в совокупности с высокой степенью готовности программно-технических средств;

АСУТП и все виды обеспечения приспособлены к модернизации и наращиванию. Объем необходимых физических устройств и модулей имеет возможность обработки дополнительных сигналов в объеме не менее 15 % (по входам и выходам) и имеет минимальный запас емкости памяти для управления, сигнализации, программирования и дальнейшей модернизации процесса управления не менее 20 %.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства.

Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Повышение качества выпускаемой продукции

Технические соображения, касающееся применимости

Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.1.2. Автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП) (печи, котлы и т. д.)

Описание

Автоматизация технологического оборудования предприятий черной металлургии, обусловлено, спецификой эксплуатации основного оборудования и характеризуются следующими отличительными признаками:

Активное использование ручного труда;

Большая энергоемкость производственных мощностей;

Наличие участков с вредными и опасными условиями труда;

Высокая степень рассредоточения по территории отдельных элементов, объединенных единым технологическим процессом.

В настоящее время основным направлением интенсификации деятельности промышленных предприятий, которое позволит обеспечить высокую производительность труда в комфортных условиях и максимальную эффективность работы оборудования, является автоматизация производства.

Техническое описание

АСУТП предназначена для управления технологическим процессом термообработки сырья на технологическом оборудовании (печи, прокатные станы и т. д.), а также управлении механизмами и электроприводами, входящими непосредственно в состав комплекса оборудования.

Целями разработки АСУТП являются:

создание условий для устойчивой работы технологического оборудования и гарантированного удержания показателей ее работы;

обеспечение стабильных значений параметров технологического процесса в области регламентных режимов и минимизация технологических нарушений с целью повышения качества продукции;

обеспечение высокого уровня безаварийного функционирования оборудования и увеличение срока ее эксплуатации;

снижение расхода энергоресурсов за счет применения современных, высокоточных средств автоматизации;

обеспечение проведения исторического анализа технологического процесса;

обеспечение возможности передачи необходимых данных в вычислительную сеть предприятия.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения расходов природного газа в технологических процессах.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

гибкий централизованный, иерархический контроль и управление объектом автоматизации;

открытая архитектура информационного взаимодействия различных компонентов системы;

минимальное время восстановления работоспособности системы;

самодиагностика;

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.1.3. Автоматическое регулирование в системах вентиляции и отопления (в зависимости от требуемых параметров внутренней среды и параметров внешней среды).

Описание

Автоматизация инженерных систем позволяет упростить процесс управления ими, сделать его более эффективным. При этом существенно экономятся материальные, людские и финансовые ресурсы.

Техническое описание

Автоматизация инженерных сетей отопления, кондиционирования и водоснабжения позволяет в первую очередь достигать комфортных условий труда, а также эксплуатации оборудования в нормальных условиях.

На промышленных предприятиях по производству изделий из металлов как правило в зданиях и производственных цехах наблюдается превышение температуры, влажности и увеличение различных примесей в воздухе.

Для обеспечения нормальных условий применяются различные приточно-вытяжные системы. Как правило такие системы не имеют возможности регулирования параметров подаваемого внутрь зданий воздуха, как по температуре, так и по влажности.

Автоматическое регулирование параметров подаваемого в здание воздуха позволяет достигать комфортных условий работу как для персонала, так и для установленного оборудования.

На рисунке представлен один из возможных вариантов такой автоматизации в системах отопления и вентиляции.

Рисунок 5.1. Пример автоматической регулировки в системе вентиляции

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности использования оборудования в системе вентиляции и отопления.

Улучшение качества воздуха внутри зданий.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Общесистемные решения, принятые в проектах автоматизации инженерных систем соответствуют базовым принципам улучшения экологических показателей, а также улучшения условий труда.

Кросс-медиа эффекты

Снижение потребления энергетических ресурсов на отопление и вентиляцию.

Улучшение условий работы оборудования и труда персонала

Технические соображения, касающиеся применимости

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Повышение энергоэффективности;

улучшение условий труда и эксплуатации.

5.2. НДТ по производству изделий дальнейшего передела черных металлов.

5.2.1. Техники, которые следует учитывать при определении НДТ для горячей прокатки

5.2.1.1. Оптимизация конструкции нагревательных печей

Описание

Конструкция печи и степень изоляции существенно влияют на тепловой КПД. Дверные зоны и/или дверные зазоры для загрузки и разгрузки должны быть сведены к минимуму. Минимизация потерь тепла при открывании дверных проемов печи, например, за счет использования нескольких подъемных сегментов вместо одного в печах непрерывного нагрева.

Техническое описание

Обычные (односегментные) загрузочные дверцы печи оставляют зазоры рядом с сырьем, через которые в печь могут всасываться печные газы или поступающий воздух. Это приводит не только к неконтролируемым (нерегулярным) выбросам, но и к потере отходящего газа, который в противном случае можно было бы использовать для предварительного нагрева воздуха для горения. Таким образом, снижается эффективность рекуперации. В случае попадания воздуха в печь увеличивается образование накипи, что негативно сказывается на качестве сляба и выходе продукции.

Загрузочные дверцы (печи).

Современные печи оснащены загрузочными дверцами, состоящими из нескольких отдельных поднимаемых сегментов. Ширина сегментов соответствует длине исходного сырья с разумными промежутками. Соответственно, загрузочная дверца печи может быть частично открыта, и зазоры рядом с сырьем уменьшаются.

На эталонной установке конструкция дверцы печи включает в себя несколько отдельных одинарных дверей (например, 64 двери шириной 15,6 м), которые могут опускаться на огнеупор слева и справа от исходного сырья.

Все сегменты поднимаются вместе, и когда часть сляба проходит через дверь, все сегменты опускаются. Те, что находятся рядом с плитой, закрывают зазор. Остальные скользят по слябу и падают вниз, когда он попадает в печь.

В случае печей с роликовым подом дверцы модифицируются специальной шторкой, которая скользит по поверхности поверх слябовой заготовки.

Разгрузочная дверца.

Что касается разгрузочной стороны, то крайне важно обеспечить герметичность и эффективную теплоизоляцию. Современные печи оснащены дверцами для выгрузки, состоящими из одного или двух элементов. Оптимизированные выпускные дверцы предотвращают потери тепла в печи, улучшают однородность температуры разогретых продуктов и позволяют лучше контролировать избыток воздуха. В зону нагрева не всасывается посторонний воздух, что предотвращает образование окалины и улучшает качество горения.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение потребления энергии.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Изменение конструкции дверцы печи (печи с шагающими балками) привело к повышению температуры предварительного нагрева воздуха (рекуперации) на 60 °C при снижении энергопотребления на 0,05 ГДж/т.

Кросс-медиа эффекты

Повышение энергетической эффективности. Улучшение условий труда. Сокращение утечек неорганизованных выбросов. Сокращение вклада в выбросы парниковых газов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо только к новым установкам и капитальной модернизации установок. Одним из примеров внедрения данной конструкции на предприятиях АрселорМиттал Бремен, АрселорМиттал Гент, Thyssenkrupp Steel Europe AG - Дуйсбург Беккерверт (Германия).

Экономика

Более высокая техническая сложность и финансовые затраты должны быть обоснованными по сравнению с графиком загрузки печи. Техническое решение должно быть в наличии у поставщика печи.

Движущая сила внедрения

Экономия энергии.

5.2.1.2. Использование загрузки слябов\заготовки в нагревательные печи в горячем виде

Описание

Стальные изделия непрерывного литья в горячем виде непосредственно загружаются в нагревательные печи или непосредственно передаются на прокатный стан в горячем состоянии.

Техническое описание

В отличие от традиционного процесса (хранение и охлаждение материала), остаточное тепло от непрерывнолитых слябов, блюмов, балочных заготовок или брусьевидных заготовок утилизируется путем загрузки их непосредственно (с учетом остаточного теплосодержания) в нагревательные печи. Горячая загрузка (в нагревательную печь с МНЛЗ) относится к температуре посада 300÷600 ºC. Прямая загрузка относится к температурам 600÷850 ºC. Эти методы могут применяться только в том случае, если качество поверхности достаточно хорошее, чтобы не требовалось охлаждение и зачистка, и, если производственные программы сталеплавильного завода и стана горячей прокатки могут быть соответствующим образом настроены. Вычислительные устройства системы автоматического регулирования используются для координации производства в соответствии с заказами клиентов и режима (графика) прокатки.

Оптимизированная система планирования и управления производством для синхронизации производственных графиков сталелитейного завода и прокатного стана может обеспечить долю прямой загрузки более 60 % при температуре около 800 °C.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение энергопотребления (экономия топлива).

Сокращение выбросов SO₂, CO и CO₂.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Таблица 5.2 иллюстрирует влияние горячей загрузки на потребление энергии и времени изготовления (продолжительности изготовления продукции). В показанных примерах производственная мощность была увеличена на 10 % при температуре горячей загрузки 400 °C и на 25 % при температуре загрузки 700 °C.

Таблица 5.2. Влияние горячей загрузки на расход топлива и время пребывания в печи

№ п/п	1	2	3	4
1	Температура зарядки	20 °C	400 °C	700 °C
2	Удельное энергопотребление (топливо)	1,55 КДж/т	1,25 КДж/т	0,94 КДж/т
3	Процентное сокращение	0 %	19 %	39 %
4	Нагревание стали	0,80 КДж/т	0,56 КДж/т	0,37 КДж/т
5	Время пребывания в печи*	100 мин.	90 мин.	75 мин.

*Примеры, основанные на: металлические заготовки, мягкая сталь, толкательная печь с верхним обжигом, температура выгрузки 1200°C

Кросс-медиа эффекты

Сокращено время пребывания заготовки в печи.

Более высокие показатели производительности (например, повышение на 10÷25 %).

Повышение выхода и качества продукции за счет уменьшения образования окалины и обезуглероживания (декарбонизации).

Сокращение отходов в следующих процессах, например, при удалении окалины.

Температура отходящих газов может повыситься.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо только к установкам, примыкающим к цеху непрерывного литья заготовок, и в пределах ограничений, связанных с планировкой установки и техническими характеристиками продукции.

Примеры предприятий

Станы для горячей прокатки: ArcelorMittal Belgium, ArcelorMittal España, S.A., ArcelorMittal España, S.A., ArcelorMittal Fos sur Mer, Tata Steel IJmuiden, ArcelorMittal Eisenhüttenstadt, ArcelorMittal Bremen GmbH / B.R.E.M.A Warmwalzwerk, ArcelorMittal Poland S.A.

Сортовой стан/ сортопрокатный стан (для прокатки простых и фасонных профилей небольших размеров) Stahl- und Walzwerk Marienhütte GmbH, Sidenor Steel Industry S.A., CelsaA, Nervacero S.A, H.E.S. Hennigsdorfer Elektrostahlwerke GmbH, Badische Stahlwerke GmbH, Alfa Acciai S.p.A., Feralpi Siderurgica S.p.A., S.N. Maia - Siderurgia Nacional S.A Megasa, Uddeholms AB, ArcelorMittal Warszawa Sp.z.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Снижение потребления энергии.

5.2.1.3. Удаление окалины распылением воды в автоматическом режиме регулирования давления воды с помощью датчиков

Описание

Датчики и автоматика используются для отслеживания положения исходного сырья и регулировки объема воды для удаления окалины, проходящей через распылители.

Техническое описание

Автоматизация соответствующих участков конвейера и периферийных датчиков позволяет точно определять вход и подачу сырья из оборудования для удаления окалины и позволяет оператору соответствующим образом открывать клапаны напорных водопроводных труб. В результате объем воды можно непрерывно регулировать в соответствии с требованиями по удалению окалины.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение потребления воды.

Снижение энергопотребления.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Кросс-медиа эффекты

Сокращение потребления водных ресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Соблюдение требований экологического законодательства.

Улучшение экологических показателей, снижение потребления водных ресурсов.

5.2.1.4. Оптимизация расхода металла\заготовки в процессе горячей прокатки

Описание

Обрезка исходного материала после черновой обработки контролируется системой измерения формы (например, телекамерой), чтобы свести к минимуму количество срезанного металла.

Техническое описание

С помощью телекамер и приборов с обратной связью в сочетании с измерением ширины полосы определяется необходимое количество обрезки головной и хвостовой части полосы после черновой группы клетей. Автоматическая система гарантирует минимизацию потерь металла.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение энергоемкости производства.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Повышение качества выпускаемой продукции и сокращение образования отходов.

Кросс-медиа эффекты

Повышение культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обычно применяется на входе чистовых линии.

Обычно применяется на станах горячей прокатки плоского проката.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Повышение и улучшение качества выхода продукции.

5.2.1.5. Уменьшение трения при прокатке

Описание

Технологические смазки тщательно отбираются в зависимости от конкретных условий прокатки и оптимального их расхода. Системы подачи смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) и водо-масленой смеси (ВМС) предназначены для уменьшения трения в очаге деформации и снижения энергосиловых нагрузок.

Техническое описание

Достигнутые экологические выгоды

Снижение энергопотребления за счет уменьшения прокатной нагрузки.

Уменьшенный износ валков (особенно на кромках полосы), что приводит к увеличению срока службы рабочих валков и уменьшению количества шлифовального шлама.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Никакой информации не предоставлено.

Кросс-медиа эффекты

Загрязнение системы водоснабжения смазочными материалами для прокатки.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо к станам холодной прокатки, горячей прокатки, сортовым станам, волочильным станам, трубным станам.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Движущая сила для внедрения

Увеличение производительности, снижение энергозатрат на производство.

5.2.1.6. Контроль натяжения полосы между клетями

Описание

Система автоматического поддержания натяжения между клетями в сочетании с компьютерными моделями и расчетами обеспечивают предотвращение увеличения\уменьшения ширины полосы во время горячей прокатки на чистовой группе клетей, а также соблюдению закона сохранения постоянства секундных объемов обеспечивающего стабильность процесса холодной прокатки.

Техническое описание

Устройство контроля натяжения устанавливается между клетями (станы холодной прокатки), между клетями чистовой группы клетей (станы горячей прокатки) и представляют из себя автоматические петледержатели (стан горячей прокатки) либо тензометрические ролики (стан холодной прокатки), кроме того, разработаны безпетлевые техники, но их успешная работа во многом зависит от точности измерения параметров обработки. Автоматические системы поддержания ширины проката при горячей прокатке работают с обратной связью от параметров последней клети чистовой группы и условий работы моталок.

Достигнутые экологические выгоды

Обрезка кромки (листа, полосы), обрезки листов и рулонной полосы сокращается за счет исключения "сужения в виде горловины" при заправке (полосы в валки) и нестабильной работы.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Никакой информации не предоставлено.

Кросс-медиа эффекты

Повышение культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обычно применяются в чистовых клетях при горячей прокатке, Обязательное применение на станах холодной прокатки (кроме одноклетевых реверсивных станов)

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Повышенный выход продукции.

5.2.1.7. Использование принудительного охлаждения полосы между клетями (при необходимости технологического процесса)

Описание

Принудительное охлаждение полосы между клетями (при горячей прокатке) обеспечивает требуемый температурный режим прокатываемой полосы с целью обеспечения заданных физико-механических свойств полосы.

Техническое описание

Принудительное охлаждение полосы с помощью водяных струй и строго определенного объема подачи воды обеспечивает требуемую температуру прокатки на каждой клети чистовой группы клетей.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращает образование воздушной окалины, снижает выработку валков чистовой группы валков, снижает образование продуктов износа горячекатаной полосы и валков.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Никакой информации не предоставлено.

Кросс-медиа эффекты

Образование сточных вод.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обычно применяется между отделочными клетями (чистовыми) и на станах горячей прокатки плоских изделий.

Данная техника используются на предприятии ArcelorMittal Belgium (Бельгия), ArcelorMittal España (Испания), S.A., ArcelorMittal Fos sur Mer, ArcelorMittal, Tata Steel IJmuiden, ArcelorMittal Bremen GmbH / B.R.E.M.A Warmwalzwerk, SSAB Europe, Arcelormittal Atlantique et Lorraine, ILVA S.p.a. in A.S., ArcelorMittal Poland S.A., Ovako Bar AB, SSAB Europe AB, AB Sandvik Materials Technology, U.S.Steel Košice, s.r.o., Tata Steel UK Ltd, ArcelorMittal Warszawa Sp. z, Ovako Sweden AB.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Требования экологического законодательства.

5.2.1.8. Охлаждение рабочих валков

Описание

Различные типы водораспылительных форсунок и конфигурации распылительных коллекторов используются для охлаждения рабочих валков, предотвращения повреждений и трещин в валках и уменьшения образования окалины.

Техническое описание

В прокатных клетях для охлаждения рабочих валков используются самые разные типы водораспылительных форсунок и конфигураций распылительных коллекторов. Это важно для предотвращения повреждений и трещин в валках (что означает меньше операций по шлифовке и образования отходов) и уменьшения образования окалины.

Достигнутые экологические выгоды

Уменьшение образование окалины.

Уменьшение износа валков и количества шлама при измельчении (шлифовального шлама).

Кросс-медиа эффекты

Повышение культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обычно применяется на черновых, чистовых и толстолистовых станах.

Обычно применяется на станах горячей прокатки плоских изделий.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Соблюдение требований экологического законодательства.

5.2.2. Техники, которые следует учитывать при определении НДТ для холодной прокатки

5.2.2.1. Турбулентное травление

Описание:

Последние разработки в технике травления нацелены, главным образом, на улучшение самого процесса; повышение эффективности, скорости и качества травления, а также упрощение контроля над процессом. На рисунке 5.2 показан переход от глубоких травильных резервуаров через мелкие к турбулентному травлению, когда кислота распыляется на полосу в узком зазоре между травильными резервуарами.

Рисунок 5.2. Различные типы ванн травления

Основные достигнутые экологические выгоды:

Повышенная эффективность.

Снижение энергопотребления, уменьшение расхода кислоты.

Применимость:

Новые травильные установки и существующие в связи с капитальным ремонтом.

Турбулентное травление применяется на заводах Stahlwerke Bochum AG (Германия); BHP (Австралия); Sumitomo Metals (Япония); Sidmar (Бельгия); Тиссен Сталь (Германия); ILVA (Италия); ALZ (Бельгия), Avesta (Швеция); Аллегейни Ладлум (США).

Кросс-медиа эффекты

Снижение потребления кислоты.

Эксплуатационные данные:

Поскольку турбулентное травление легче контролировать (и может быть оснащено дополнительными моделями процесса), возможно более эффективное регулирование эффекта травления, что приводит к меньшему чрезмерному травлению и, следовательно, снижению потерь при травлении (20÷30 % или 0,8÷1,2 кг/т).

Экономика

Снижение инвестиционных и эксплуатационных затрат.

Движущая сила внедрения

Повышение эффективности процесса травления, улучшение качества, экономическая выгода.

5.2.2.2. Регенерация соляной кислоты методом распыления и отжига

Описание

Травильные растворы вводятся через распылительные форсунки в пирогидролитический реактор при высокой температуре, где они вступают в реакцию с кислородом и водой с образованием очень ценного твердого продукта - оксида железа. Соляную кислоту извлекают с помощью адиабатической колонны, где в качестве абсорбционной воды используется промывочная вода из линии травления.

Техническое описание

Регенерация соляно-кислотных травильных растворов может быть осуществлена с помощью процесса обжига распылением.

Пирогидролитическое разделение хлорида железа и воды осуществляется при температуре около 450 °C или выше (например, температура реакции в ArcelorMittal Gent: 600 °C) в реакторе для обжига распылением. Отработанная кислота подается в рекуператор Вентури, где горячие газы, поступающие из реактора, охлаждаются и кислота предварительно концентрируется. Затем концентрат распыляется сверху в реактор прямого горения. Горячие горючие газы вызывают испарение мелких капель по мере их опускания. Хлорид железа разделяют на соляной газ и оксид железа с помощью водяного пара и кислорода воздуха в соответствии со следующей реакцией:

4 FeCl₂ + 4 H₂O + O₂ → 8 HCl ↑ + 2 Fe₂O₃

Образовавшийся таким образом оксид железа собирается на дне реактора и пневматически транспортируется в бункер для оксида. Масса порошка в насыпи составляет около 0,3÷0,4 т/м³ или выше (например, 0,48÷0,6 т/м³ в ArcelorMittal Gent). Этот оксид является ценным сырьем для производства магнитных материалов, то есть твердых и мягких ферритов. Полученный оксид железа может быть использован для различных целей в зависимости от его качества.

Соляной газ, пар и газы для горения направляются по каналу через предварительный испаритель в абсорбер. Образующийся отходящий газ впоследствии очищается щелочной промывкой и выбрасывается через дымовую трубу в атмосферу.

Газы, содержащие HCI, абсорбируются в адиабатической колонне, где в качестве абсорбционной воды может использоваться промывочная вода из линии травления. Образовавшуюся соляную кислоту (около 18 %) можно вернуть в процесс травления. Отходящий газ из абсорбционной установки затем очищается в каустическом скруббере с добавлением тиосульфата натрия, что приводит к концентрации загрязняющих веществ менее 2 мг/м³ HCl и свободного Cl₂.

Из-за применения побочного продукта оксида железа в ферритовой промышленности в последние годы к оксиду предъявляются более высокие требования к качеству. Помимо физических параметров, таких как удельная поверхность, размер первичных частиц и плотность отвода, которые важны для твердофазных реакций оксида железа с оксидами марганца, никеля и цинка, решающее значение имеет уровень примесей оксида. Поэтому был разработан процесс предварительной обработки для получения сверхчистого оксида железа с особенно низким содержанием кремния, фосфора и тяжелых металлов, таких как хром, никель или медь.

Технологические этапы процесса:

уменьшение содержания свободной кислоты и цементации тяжелых металлов с помощью лома.

повышение рН за счет добавления аммиака.

частичное окисление Fe²⁺ до Fe³⁺, приводящее к специфической адсорбции Si и P до гидроксида железа и алюминия.

фильтрация для удаления осадка гидроксида.

Достигнутые экологические выгоды:

Снижение расхода свежей кислоты (с 12÷17,5 кг/т до 0,7÷0,9 кг/т; концентрация HCl 33 %).

Уменьшение объема сточных вод и образования осадка.

Экологические показатели и эксплуатационные данные:

В таблице 5.3 представлены данные о потреблении и выбросах, эта таблица будет обновлена на более позднем этапе на основе сбора данных, связанных с обжигом распылением HCl.

Таблица 5.3. Выбросы в атмосферу при обжиге распылением HCl (объединенные данные установок холодной и горячей прокатки)

№ п/п	Уровень ввода / потребления
№ п/п	1	2	3
1	Отработанная кислота	кг / т	0.7 - 0.9
2	Охлаждающая вода (дюйм)	м³ / т	0.07 - 0.09
3	Промышленная + деминерализованная вода	м³ / т	0.09 - 0.15
4	Энергия:
5	Электрическая	МДж / т	4 - 15
6	Тепловая (природный газ)	МДж / т	102 - 119
7	Выход / уровень выбросов		Удельная эмиссия
8	Твердый побочный продукт: Fe₂O₃	кг / т	5,1–5,4 (5,6 Сидмар)
9	Рециклированная кислота (20%)	кг / т	23 - 40
10	Охлаждающая вода (на выходе)	м³ / т	0.07 - 0.09
11	Отработанный газ	м³ / т	24 -38
12	Сточные воды (сброс)	м³ / т	0.04 - 0.07

Кросс-медиа эффекты

Дополнительное потребление энергии и воды.

Образование выбросов в атмосферу (продукты сгорания и кислота), которые необходимо уменьшить, например, с помощью мокрых скрубберов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Как правило, нет никаких технических ограничений на применимость этого метода.

Экономика

В зависимости от условий эксплуатации высокий расход кислоты и количество образующихся отходов, а также экономия, обычно получаемая при регенерации, могут оправдать инвестиции в установку регенерации. Полученный оксид железа имеет коммерческую ценность и может быть продан непосредственно на рынке.

Движущая сила для внедрения

Снижение затрат за счет повышения эффективности использования материалов.

5.2.2.3. Регенерация соляной кислоты в псевдоожиженном слое

Описание

Отработанный раствор подают в реактор с псевдоожиженным слоем, где он термически разлагается при высокой температуре в присутствии водяного пара и кислорода на соляную кислоту и оксид железа. Отходящие газы из реактора охлаждаются и подаются в абсорбер, где HCl поглощается промывочным раствором и пресной водой.

Техническое описание

В основе процесса лежит термическое разложение отработанного рассольного раствора, который при высокой температуре в присутствии водяного пара и кислорода превращается в соляную кислоту и оксид железа:

4 FeCl₂ + 4 H₂O + O₂ → 8 HCl ↑ + 2 Fe₂O₃ (1)

Отработанный рассольный раствор перекачивается в разделительный сосуд, а затем концентрируется в контуре Вентури горячими газами из реактора. Часть концентрированного рассола из этого контура непрерывно подается в псевдоожиженный слой реактора. В псевдоожиженном слое, который состоит из гранулята оксида железа, кислота и вода испаряются при температуре около 850 °C, и хлорид железа превращается в оксид железа и соляной газ в соответствии с уравнением (1).

Рост и новообразование зерен оксида железа в псевдоожиженном слое контролируют таким образом, чтобы получить гранулированный продукт без пыли с размером зерен 1÷2 мм и насыпной плотностью около 3,5 т/м³. Гранулированный продукт непрерывно выгружается со дна реактора и транспортируется по вибрирующему охлаждающему желобу и вибрирующему спиральному конвейеру в бункер для хранения оксида.

Горячий отходящий газ из реактора содержит соляной газ, перегретый пар, продукты сгорания и небольшое количество пыли оксида железа, которая отделяется от газа в циклоне и рециркулируется в псевдоожиженный слой. Затем отходящий газ охлаждается до температуры около 100 °C в скруббере Вентури. Тепловая энергия горячих отходящих газов используется для концентрирования отработанного травильного раствора путем выпаривания перед его подачей в реактор. Очень мелкие частицы пыли в потоке газа удаляются путем очистки.

Из скруббера Вентури поток охлажденного газа поступает в абсорбер, где хлористый водород адиабатически поглощается промывочным раствором из линии травления и пресной водой. Полученная таким образом соляная кислота имеет концентрацию приблизительно 18 %. Она перерабатывается на установке для травления или хранится в резервуаре для хранения. После прохождения через стадию очистки и туманоуловитель отходящий газ практически не содержит соляной кислоты и выбрасывается в атмосферу.

Гранулированный продукт из оксида железа может быть использован в качестве сырья в различных отраслях промышленности. Наиболее важными вариантами являются производство магнитных материалов (например, твердых и мягких ферритов), железного порошка для изготовления спеченных деталей и сварочных электродов, а также в качестве добавки для производства магнитных лент, абразивов, плитки, стекла, косметики и пигментов.

Описанная регенерация соляной кислоты в псевдоожиженном слое позволяет перерабатывать отработанный соляной раствор с любой концентрацией железа. Даже при высокой концентрации железа в предварительно концентрированном рассольном растворе, до 250 г/л, трубы не закупориваются. Кроме того, отработанный травильный раствор с высоким содержанием осадка (например, от травления высококремнистой стали) может быть без труда утилизирован благодаря специальной конструкции инжекционного оборудования.

Поскольку извлеченная кислота почти не содержит Fe⁺, эффективность извлечения значительно выше 99 %, в отличие от других процессов регенерации, где можно ожидать до 10 г/л Fe⁺.

Достигнутые экологические выгоды

Уменьшение потребления свежей кислоты.

Уменьшение объема сточных вод и осадка.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В таблице 5.4 представлены сводные данные о выбросах, представленные в сборнике данных для установок, эксплуатирующих реактор с псевдоожиженным слоем для извлечения HCl.

Таблица 5.4. Выбросы в атмосферу на установках по утилизации HCl, использующих реактор с псевдоожиженным слоем

№ п/п	Вещество	Концентрации за трехлетний период (мг/Нм³)				Количество измерений
	Вещество	Среднее	Медианное	Мин.	Макс.	Количество измерений
	1	2	3	4	5	6
1	Пыль	12.3	9.3	0.6	34.0	3/15
2	HCl	2.2	0.9	0.3	13.2	3/20
3	SO₂	6.7	5.3	1.4	18.6	1/8
4	NO_x	43.3	42.0	32.6	60.0	1/7

Кросс-медиа эффекты

Дополнительное потребление энергии и воды.

Технические соображения, касающиеся применимости

Как правило, нет никаких технических ограничений на применимость этого метода. Данный метод используется на предприятиях Arcelormittal Atlantique et Lorraine (Франция), ILVA SPA IN AS (Италия).

Экономика

Экономическая эффективность современной установки для травления с использованием процесса с псевдоожиженным слоем зависит от следующих факторов:

потребление сырой кислоты;

использование воды для промывки и скруббера;

производство прозрачной соляной кислоты, не содержащей железа;

производство оксида железа, который может быть использован в различных отраслях промышленности.

Движущая сила для внедрения

Уменьшенный расход кислоты.

5.2.2.4. Восстановление смешанной кислоты (HNO₃ и HF) ионным обменом

Описание

Травильные растворы обрабатываются с помощью побочной установки очистки кислоты, в которой используются фильтры и ионообменная смола для селективной адсорбции солей металлов из травильной кислоты. После насыщения установки очистки свободная кислота десорбируется путем обратной промывки водой и возвращается в процесс травления.

Техническое описание

При кислотном травлении нержавеющей стали металлы постоянно растворяются в травильном растворе. Когда растворенные металлы достигают высоких концентраций, начинают возникать технические проблемы, такие как осаждение солей с образованием шлама. Чтобы предотвратить это, травильный раствор обрабатывают специальными смолами, обладающими способностью отделять растворенные металлы (например, железо, никель, хром и другие) от свободной травильной кислоты. После насыщения установки очистки свободная кислота десорбируется потоком пресной воды и возвращается в процесс травления.

Основные достигнутые экологические выгоды

Снижение количества отходов и потребления свежей кислоты.

Применимость

Новые и существующие заводы.

Кросс-медиа эффекты

Повышенное потребление энергии.

Эксплуатационные данные

№ п/п	Уровень ввода / потребления
№ п/п	1	2	3
1	Отработанная смешанная кислота	м³ / т	0.05 - 0.2
2	Охлаждающая вода	м³ / т	0.05 - 0.2
3	Энергия:
4	Электрическая	МДж / т	2 - 5
5	Выход / уровень выбросов		Удельная эмиссия
6	Восстановленная смешанная кислота	м³ / т	0.05 - 0.2
7	Скорость восстановления свободных ВЧ:	%	75-85
8	Скорость восстановления бесплатного HNO₃	%	80-85
9	Скорость съема металлов:	%	50-55
10	Металл, содержащий слабый кислотный раствор	м³ / т	0.05 - 0.2

Экономика

Экономия за счет снижения расхода кислот.

Движущая сила внедрения

Снижение потребления кислоты

5.2.2.5. Снижение эмиссий паров кислот из открытых\закрытых резервуаров методом вентиляции и очистки вентилируемых паров\газов

Описание

Различные рабочие этапы процесса травления выполняются в полностью закрытом оборудовании или в оборудовании с колпаками. Образующиеся пары кислоты извлекаются и проходят через газоочистители (абсорбционные башни) для очистки. Рециркулирующая вода, например, после промывки, используется в качестве абсорбента. Частичный поток промывной воды должен отводиться через установку нейтрализации.

Непрерывное травление осуществляется в закрытых емкостях с ограниченными входными и выходными отверстиями для стальных полос, листов или проволоки. Пары из емкостей для травления удаляются. Их обрабатывают с помощью мокрой очистки с последующей очисткой от загрязнений.

Техническое описание

Для удаления выбросов в атмосферу из травильных ванн существует множество различных конструкций и техник.

Чем более открыто и чем дальше устройство экстракции находится от фактического источника выбросов, тем меньше эффективность улавливания и тем больше объемы, которые необходимо извлечь для достижения приемлемой эффективности улавливания выбросов. Крышные и настенные вытяжные системы, как правило, просты в установке и дешевле, но для получения больших воздушных потоков требуются большие вентиляторы и устройства для снижения выбросов. Кроме того, само здание и крыши действуют как колпаки для кислотных выбросов и соответственно ухудшаются. Также любое оборудование, такое как краны и подъемники, расположенное рядом с травильными баками или в здании, быстро подвергнется коррозии.

Удаление выступа и боковые колпаки предназначены для вытяжки только из зоны травильного резервуара, поэтому получаемые объемные потоки намного меньше.

Системы мокрой очистки используются для удаления кислых газов, твердых частиц в воздухе или паров из отходящих газов. Принцип мокрой очистки - абсорбция газа или жидкости в очищающей среде близким газом. контакт с жидкостью. Абсорбционные системы могут иметь водную или неводную жидкую фазу. Выбор подходящих реагентов зависит от свойств загрязняющего вещества, удаляемого из газового потока.

Вода подходит для поглощения растворимых кислых газов, таких как хлористый водород и фтористый водород, а также для поглощения аммиака. Щелочные растворы подходят для поглощения менее растворимых кислых газов, таких как диоксид серы, сероводород и хлор.

Абсорбер газа нуждается в границе раздела жидкость / газ с большой площадью поверхности, через которую может происходить массообмен. Обычно это достигается с помощью упаковочных материалов, покрытых жидкостью, или путем образования капель / пузырьков. Конструкция абсорбера также должна обеспечивать средства для обновления абсорбента жидкости, чтобы поддерживать высокую движущую силу для массопереноса.

Основные достигнутые экологические выгоды:

Снижение выбросов в атмосферу, особенно летучих кислотных паров. Сокращение выбросов пыли, кислот (HCl, HF, H₂SO₄) и SO₂.

Применимость

Новые заводы и существующие заводы.

Кросс-медиа эффекты

Повышенное потребление энергии.

Образование кислых сточных вод, которые могут использоваться в технологическом процессе, например, в качестве промывочной воды для регенерации HCl, или требовать нейтрализации с последующей обработкой воды (связанное с потреблением химикатов и образованием осадка для очистки воды).

Эксплуатационные данные

Травление HCl

В Таблице 5.5 обобщены выбросы HCl установками непрерывного травления с закрытыми емкостями для травления. Для этих установок температура кислотной ванны варьировалась от 70 °C до 87 °C, а расход выхлопных газов составлял от 7 658 Нм³/ч до 42 909 Нм³/ч.

Таблица 5.5. Концентрации выбросов HCl при непрерывном травлении

№ п/п	Вещество	Концентрации, зарегистрированные за 3-летний период - (мг/Нм3)					Количество заводов/ количество измерений
№ п/п	Вещество	Среднее	Медианное	90-й процетиль	Мин.	Макс.	Количество заводов/ количество измерений
1	2	3	4	5	6	7	8
1	HCl	3.3	1.3	6.2	0.3	27.8	5/37

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.2.2.6. Мокрый скруббер с последующим туманоуловителем (демистер)

Описание

Демистеры (сепараторы капель или туманоуловители) представляют собой фильтрующие устройства, которые удаляют уносимые капли жидкости из газового потока. Они состоят из структуры металла, пластика или волокна с большой удельной поверхностью. Благодаря своему импульсу маленькие капли, присутствующие в газовом потоке, ударяются о структуру фильтра и сливаются в более крупные капли. Основными типами туманоуловителей являются сетчатые, волокнистые и экранные туманоуловители, которые могут использоваться либо как отдельная единица оборудования, либо как часть другой единицы оборудования, т. е. мокрый скруббер.

Техническое описание

Системы мокрой очистки используются для удаления кислых газов, аэрозолей или паров из отходящих газов. Принцип мокрой очистки заключается в абсорбции газа или жидкости в скрубберной среде за счет тесного газожидкостного контакта. Абсорбционные системы могут иметь как водную, так и неводную жидкие фазы. Выбор подходящих реагентов зависит от свойств загрязнителя, удаляемого из газового потока. Вода подходит для поглощения растворимых кислых газов, таких как хлористый водород и фтористый водород, а также для поглощения аммиака. Щелочные растворы подходят для поглощения менее растворимых кислых газов, таких как диоксид серы, сероводород и хлор.

Газовому поглотителю требуется поверхность раздела жидкость/газ с большой площадью поверхности, через которую может происходить массоперенос. Обычно это достигается с помощью упаковочных материалов, покрытых жидкостью, или путем образования капель/пузырей. Конструкция абсорбера также должна обеспечивать средства для обновления жидкого абсорбента, чтобы поддерживать высокую движущую силу для массопереноса. Абсорбция газа является скоростным процессом, и, следовательно, градиент концентрации (движущая сила реакции) и площадь поверхности контакта между жидкой и газообразной фазами являются решающими параметрами конструкции. Площадь поверхности определяется набивочным материалом или размером капель. Скорость потока газа и жидкости и перепад давления на абсорбере влияют на движущую силу, эффективность и, в некоторых случаях, на площадь поверхности (каплеобразование).

Вода обычно подается в верхнюю часть насадочного слоя и стекает вниз под действием силы тяжести, протекая по насадке, в то время как отработанный газ поступает в нижнюю часть скруббера и омывается водой, проходя вверх через слой. При такой конструкции противотока наиболее загрязненный газ контактирует с наиболее загрязненной водой в нижней части скруббера, а самый чистый газ контактирует с самой чистой водой в верхней части скруббера. Возможны и другие конструкции, в которых потоки жидкости и газа могут быть прямоточными или перекрестноточными.

Чтобы получить равномерный поток и хороший контакт воздуха и воды, вода должна быть равномерно распределена по верхней части набивочного слоя. Обычно это делается с помощью распределительного коллектора, оснащенного распылительными форсунками. Кроме того, чтобы обеспечить прохождение газа через весь слой, набивка поддерживается опорой набивки. Эта опора набивки должна быть достаточно открытой, чтобы пропускать воду и воздух, не создавая слишком большого перепада давления, и в то же время быть достаточно прочной, чтобы удерживать набивку, даже когда она грязная и залита водой.

Недостатком насадочных скрубберов является то, что для правильной работы набивке необходим относительно высокий расход воды - около 200 галлонов воды в минуту на 20 000 кубических футов воздуха в минуту (соответствует 1,34 л/м³). Таким образом, вместо использования пресной воды в большинстве насадочных скрубберов есть рециркуляционные насосы, которые перекачивают воду из нижней части скруббера в верхнюю часть насадки. Небольшой непрерывный поток воды необходимо добавлять в скруббер для удаления кислоты, удаленной из газового потока, через перелив.

Недостатки

насос требует обслуживания;

вода в верхней части насадки теперь загрязнена, поэтому преимущества противотока больше не реализуются;

любая грязь в воде закачивается обратно в набивку, где она может отделиться и заблокировать распределительный коллектор или набивку.

Тем не менее, по сравнению с пластинчатыми скрубберами, насадочные скрубберы позволяют обрабатывать большие объемы с хорошей скоростью.

Более высокая эффективность очистки может быть достигнута в насадочных скрубберах за счет увеличения глубины насадочного слоя.

Преимущества насадочных скрубберов:

простая конструкция;

возможность работы в широком диапазоне расходов газа.

Однако для поддержания работы насадочного скруббера на наиболее эффективном уровне требуются значительные усилия по техническому обслуживанию, чтобы поддерживать работу циркуляционного насоса, обеспечивать постоянное распределение воды на насадку и содержать насадку в чистоте. Обычный насадочный скруббер представляет собой вертикальную башню, в которой воздух течет вверх, а вода течет вниз. Вариантом этого является скруббер с поперечным потоком. В скруббере с поперечным потоком отработанный газ проходит горизонтально через насадку, в то время как жидкость все еще течет вниз поперек потока отходящего газа. Базовая установка такая же, как и у обычных насадочных скрубберов, но по-прежнему необходим циркуляционный насос, чтобы поддерживать набивку влажной.

Преимущество скруббера с поперечным потоком заключается в том, что ему требуется меньше места над головой, а воздуховод обычно проще и дешевле, чем для вертикального скруббера. Однако скрубберы с поперечным потоком несколько менее эффективны, чем вертикальный противоток, при удалении растворимых газов. Усовершенствованный тип скруббера с поперечным потоком имитирует многоступенчатую очистку пластинчатого скруббера. В этой версии есть несколько упакованных кроватей в ряд. Каждая грядка имеет отдельную подачу воды или систему циркуляции и может использовать структурированную насадку, а не случайную. Этот усовершенствованный тип скруббера имеет довольно высокий перепад давления и в настоящее время не используется для травления. Широко используются случайно насадочные перекрестноточные агрегаты.

Эффективность абсорбции можно повысить, добавив к абсорберу больше пластин (увеличив высоту колонны) и увеличив скорость потока жидкости.

Пластинчатые скрубберы просты и не имеют движущихся частей, но требуют тщательной установки, чтобы пластины были выровнены и обеспечивался постоянный поток воздуха. Они могут быть подвержены закупорке и образованию накипи и не подходят для пенообразующих жидкостей.

Преимуществами пластинчатого скруббера являются низкие требования к техническому обслуживанию и прямоточный поток воды, что полезно при приготовлении высокопрочных растворов, подходящих для повторного использования в травильном резервуаре.

Ключевым элементом скрубберов, как показано выше, является туманоуловитель (сепаратор уноса, каплеуловитель). Это устройство гарантирует, что воздух, выходящий из скруббера, не содержит капель воды.

Принцип всех демистеров одинаков. Инерция капель жидкости позволяет отделиться от потока газа-носителя, направляя загруженный воздух через канал или лабиринт с несколькими изменениями направления. Капли воды вынуждены ударяться о твердую поверхность, где они создают более крупные капли, которые слишком тяжелы, чтобы их можно было унести по воздуху.

Существует два основных типа туманоуловителей: трикотажная сетка и шевронные перегородки.

Вязаная сетка проста в обращении и установке, она отделяет воду, агломерируя ее на тонких пластиковых волокнах. Его недостатки заключаются в том, что он также имеет тенденцию удалять пыль, помимо воды, а тонкие пластиковые волокна со временем портятся. В конце концов, через 3–5 лет скопившаяся пыль и остатки волокон забивают каплеуловитель, и его необходимо заменить.

Демистер шевронного типа состоит из ряда параллельных S-образных лопастей, через которые проходит газ – вода удаляется путем удара о поверхность лопастей. Этот тип туманоуловителя не подвержен засорению и имеет практически неограниченный срок службы.

Оба типа туманоуловителей удаляют более 99,99 % капель, образующихся в мокрых скрубберах.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли, кислот (HCl, HF, H₂SO₄) и SO₂.

Кросс-медиа эффекты

Повышенное потребление энергии.

Производство кислых сточных вод, которые можно повторно использовать в процессе, например, в качестве промывочной воды для регенерации HCl, или требуют нейтрализации с последующей очисткой воды (связанной с потреблением химикатов и образованием шлама водоподготовки), или должны быть удалены наружу.

Технические соображения, касающиеся применимости

Нет никаких технических ограничений на применение этого метода.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Движущая сила внедрения

Сбор/очистка кислотных паров из травильных ванн.

Снижение потенциального воздействия кислотных паров на персонал на рабочем месте.

5.2.2.7. Оптимизация энергосиловых параметров при холодной прокатке

Описание

Технологические смазки тщательно отбираются в зависимости от конкретных условий прокатки и оптимального их расхода. Системы подачи Смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) и Водо-масленой смеси (ВМС) предназначены для уменьшения трения в очаге деформации и снижения энергосиловых нагрузок.

Техническое описание

Прокатные технологические смазки, эмульсии (смесь смазок с водой в необходимой концентрации) подаются непосредственно на полосу перед каждой клетью (по необходимости) либо на рабочие или опорные валки для смазки и охлаждения. При холодной прокатке критичен правильный выбор технологической смазки – технологическая смазка должна легко удалятся с поверхности полосы на линиях обезжиривания\очистки, обеспечивать требуемые энерго-силовые параметры и качество поверхности полосы, кроме этого технологическая прокатная смазка должна обладать свойствами обеспечивающими оптимальный ее расход. – фактические параметры каждого в отдельности стана холодной прокатки требуют определенной стабильности эмульсии и ее дисперсности. На качество эмульсии не должны влиять длительность простоев стана (стабильность эмульсии, образование бактерий) что бы избежать преждевременной утилизации эмульсии. – В настоящее время поставщик и потребитель технологической смазки совместно разрабатывают характеристики технологической смазки к конкретным условиям эксплуатации на станах. – если промасливание горячекатаной полосы предусмотрено после травления, то это масло должно быть адаптировано с эмульсионной системой прокатного стана.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение расхода масла.

Сокращенная утилизация отработанной эмульсии.

Снижение энергопотребления за счет уменьшения прокатной нагрузки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Повышение культуры производства

Кросс-медиа эффекты

Загрязнение системы водоснабжения смазочными материалами для прокатки.

Технические соображения, касающиеся применимости

Новые и существующие заводы. Как правило, нет никаких технических ограничений на применимость этого метода.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Более высокая производительность стана.

5.2.2.8. Внедрение каскадов ванн обезжиривания

Описание

Обезжиривание проводится последовательно в два или более этапа, при этом поток обезжиривающего раствора направляется против потока исходного сырья.

Техническое описание

Этап обезжиривания важен для качества готовой отожженной полосы, поскольку незначительные количества остатков масла или эмульсии могут привести к нежелательному изменению цвета поверхности полосы и снижению качества конечного продукта.

Операция обезжиривания перед отжигом и нанесением покрытия удаляет остатки масла и мелкие частицы железа, оставшиеся на полосе после холодной прокатки. Обычно для уменьшения полосы ее разматывают и подвергают нескольким этапам, включая предварительное обезжиривание, чистку щеткой, электролитическое обезжиривание, промывку и сушку. В конце этих процессов полосу снова сворачивают в рулон. Повторное использование растворов электролитов уменьшает общий расход обрабатываемой жидкости. Обычно это выполняется с помощью каскадов ванн, в которых свежий электролит, использованный в электролитической секции, повторно используется в предыдущих секциях чистки щеткой и предварительного обезжиривания.

Достигнутые экологические выгоды

Уменьшение образования отработанного обезжиривающего раствора.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Повышение культуры производства

Кросс-медиа эффекты

Повышение качества выпускаемой продукции

Технические соображения, касающиеся применимости

Как правило, нет никаких технических ограничений на применимость этого метода.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Снижение затрат за счет повышения эффективности использования материалов.

5.2.2.9. Предварительное обезжиривание горячей водой

Описание

Предварительное обезжиривание проводится с использованием горячей воды для удаления остатков масла и железной пыли с поверхности готового полосового изделия.

Техническое описание

Предварительное обезжиривание горячей водой — это этап предварительной обработки, который служит для удаления большей части маслянистых остатков, тем самым уменьшая последующее использование обезжиривающей соды. Он заключается в удалении с поверхности стали остатков масла и частиц железной пыли, образовавшихся на предыдущих этапах обработки перед тем, как сталь поступит в печь для отжига. Действительно, масло или железная пыль могут отрицательно сказаться на работе печи и печных валках. Это может привести к серьезным дефектам качества, например, появлению налипании на печных валках.

Обычно обезжиривание горячей водой производится при температуре от 60 °C до 80 °C.

Вода может нагреваться, например, с помощью бойлера, с использованием отходящих газов печей непрерывного отжига.

Достигнутые экологические выгоды

Информация не представлена

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Около 99 % остаточного масла удаляется.

Кросс-медиа эффекты

Повышение культуры производства

Технические соображения, касающиеся применимости

Как правило, нет никаких технических ограничений на применимость этого метода.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.2.2.10. Применение практик по очистке эмульсии, используемой при холодной прокатке

Описание

Твердые частицы (например, пыль, стальная крошка и окалина), загрязняющие прокатную эмульсию, удаляются в контуре очистки (обычно основанном на осаждении в сочетании с фильтрацией и/или магнитной сепарацией) для поддержания качества эмульсии, а обработанная прокатная эмульсия используется повторно. Степень повторного использования ограничена содержанием примесей в эмульсии.

Техническое описание

При холодной прокатке смазка играет важную роль в снижении трения между полосой и рабочим валком поле контакта, уменьшая износ рабочего валка и достигая хорошего качества конечной поверхности полосы. Эмульсии широко используются благодаря своим хорошим характеристикам в качестве смазочных материалов и охлаждающих жидкостей. Они обеспечивают как хорошую смазывающую способность, так и охлаждающие свойства в условиях высокоскоростной прокатки. Дефект поверхности полосы является ключевой проблемой в процессе прокатки. Низкое качество поверхности полосы после холодной прокатки может оказать значительное влияние на последующие процессы, такие как отжиг, цинкование и покраска. Таким образом, влияние смазывающих свойств эмульсии имеет важное значение в механизме образования дефектов поверхности при прокатке.

Наиболее частыми дефектами поверхности холоднокатанной полосы являются дефекты: "отпечатки", "пятна загрязнения", "риски перегрева", "царапины", "дефекты планшетности", часть этих дефектов могут быть вызваны дефектами поверхности валков или свойствами технологической смазки.

Характеристики и качество эмульсии оказывают сильное влияние на предотвращение дефектов поверхности для достижения желаемого качества продукции и соответствия техническим требованиям. Это является основой для выбора и приготовления эмульсии, а также должно учитываться при повторном использовании рециркулированной эмульсии.

Разложение и примеси снижают производительность прокатных эмульсий. Со временем эмульсия разрушается под воздействием механических и термических воздействий в процессе прокатки и/или загрязняется мелкими частицами железа, присутствием микроорганизмов, кислотой из предварительных линий зачистки или маслами, используемыми в технологическом процессе, или другими частями прокатного стана.

Ухудшение свойств эмульсии в результате химических реакций и температурного воздействия при холодной прокатке могут привести к появлению дефектов на поверхности прокатываемых полос, на обеспечение стабильности процесса прокатки в большой степени влияет стабильность самой эмульсии, ее смазывающая способность и количество загрязнений в ней. В результате химического (окислительного) разложения эмульсии может происходить разрушение масляной пленки на полосе при прокатке и как следствие приводит к увеличению энергосиловых параметров прокатки и ухудшению качества поверхности проката. Например - при ухудшении свойств технологической смазки (эмульсии) и разрушении масляной пленки в очаге деформации может происходить эффект микросварки поверхности рабочего вала и полосы, в результате чего образуется дефект "риски перегрева" и искажение планшетности полосы (искажение ее формы). Отпечатки от валков могут быть двух типов: в виде раковины или углубления в полосе и в виде локального утолщения полосы в месте отпечатка. Первый тип образуется в результате налипания металлических частиц на поверхность рабочих валков, второй тип – это результат выкрошки с поверхности валка.

Операторы стремятся максимально снизить потребление чистого масла (в случае производства нержавеющей стали) или эмульсий (в случае производства углеродистой стали). Это достигается, в частности, путем удаления загрязнений и рециркуляции масла/эмульсии. Тем не менее, по мере постепенного снижения качества масла/эмульсии для поддержания качества и достижения требований к продукту потребуется полная или частичная замена.

Когда требования к качеству допускают рециркуляцию прокатной эмульсии, твердые частицы (например, пыль, стальная крошка и окалина), загрязняющие прокатную эмульсию, удаляются в контуре очистки (обычно основанном на осаждении в сочетании с фильтрацией и/или магнитной сепарацией) для поддержания качества эмульсии, и обработанная прокатная эмульсия подвергается очистке. используется повторно. Степень повторного использования ограничена содержанием примесей в эмульсии. Действительно, эмульсии для прокатки оказывают влияние на качество продукта, и поэтому перед использованием необходимо проверить требования к качеству продукта, обеспечивая необходимый уровень рециркуляции. В противном случае некачественная эмульсия для прокатки может привести к дефектам поверхности (например, тепловым царапинам или непреднамеренным углублениям материала).

Достигнутые экологические выгоды

Уменьшение расхода новой эмульсии для холодной прокатки.

Уменьшенный объем сточных вод.

Кросс-медиа эффекты

Повышение культуры производства

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена из-за технических характеристик продукта.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Материальная эффективность.

5.2.2.11. Регенеративные или рекуперативно-восстановительные горелки для печей отжига

Описание

Печи для отжига оснащены регенеративными горелками для предварительного нагрева воздуха для горения.

Техническое описание

Рекуперативные горелки используют различные типы рекуператоров (например, теплообменники с радиационными, конвекционными, компактными конструкциями или с лучистыми трубками) для непосредственного извлечения тепла из отходящих газов, которые затем используются для предварительного нагрева воздуха для горения.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение расхода топлива/энергии.

Уменьшение объема отходящего газа.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Непрерывный отжиг

На базе 8 установок, оснащенных рекуператорами или рекуперативными горелками, потребление энергии, наблюдаемые при сборе данных дальнейшего передела черных металлов значения, варьировались от 657 МДж/т до 1422 МДж/т, со средним значением 984 МДж/т.

Периодический отжиг

На основе 11 установок, оснащенных рекуператорами или рекуперативными горелками, потребление энергии, наблюдаемое при сборе данных дальнейшего передела черных металлов, варьировалось от 583 МДж/т до 1724 МДж/т, при среднем значении 882 МДж/т.

Кросс-медиа эффекты

Снижение расхода топлива оказывает положительное влияние на выбросы SO₂ и CO₂.

Более высокий уровень технического обслуживания с потенциальным увеличением средней наработки на отказ / межремонтного пробега оборудования (среднее время между отказами).

Потенциальный повышенный уровень выбросов NO_X (концентрация).

Технические соображения, касающиеся применимости

Внедрение в существующих печах может быть затруднено, поскольку две горелки одного комплекта должны быть установлены напротив друг друга. Это влияет на давление в печи, поэтому возникает необходимость в новой системе /модели регулирования давления в печи.

Недостатком регенеративных систем является их чувствительность к пыли. Если в процессе нагрева образуется значительное количество пыли, проницаемость керамических наполнителей в регенераторе сильно падает и, следовательно, пломбы должны быть заменены. По-видимому, это незначительная проблема в печах повторного нагрева на сталелитейных заводах.

Регенеративные горелки обычно больше обычных горелок. Таким образом, ограниченное пространство может стать препятствием для установки регенеративных горелок на действующих установках. До настоящего времени не было возможности использовать регенеративные системы для крышных горелок (горелка на свод отстойника печи/сводовая горелка).

Регенеративная система может быть рассмотрена при строительстве новых печей повторного нагрева в тех случаях, когда из-за технологической схемы процесса (размещение производственного оборудования) длина печи повторного нагрева должна быть ограничена. Аналогичным образом, увеличение производительности существующей печи возможно за счет установки регенеративной системы без увеличения длины печи (что в большинстве случаев является фиксированной спецификацией).

Экономика

Более высокие инвестиционные затраты (регенеративная система, более дорогие горелки) могут быть компенсированы преимуществами сокращения длины печи (новая установка) и повышения эффективности использования топлива.

Движущая сила для внедрения

Повышенная энергоэффективность.

Примеры заводов

Завод в Великобритании, эксплуатирующий балочную печь для нагрева труб из мягкой стали различных размеров (диаметром до 200 мм и длиной 15 м) от холодных температур до 1050 °C, заменил свою систему обжига на регенеративные горелки. Старые горелки, работающие на природном газе с 44 форсунками, были заменены на 12 пар регенеративных горелок. В то же время профиль крыши был изменен для улучшения контроля зон и циркуляции горячего газа. В результате модификации установки снизилось удельное энергопотребление был снижен с обычных 3,55 ГДж/т до 1,7 ГДж/т, что обеспечивает экономию топлива на 52 %. Потенциал производительности был повышен на 14 %. Срок окупаемости составил менее трех лет.

5.2.2.12. Сбор воздуха как можно ближе к источнику выбросов при прокатке

Описание

Выбросы при прокатке собираются, например, с помощью вытяжки. Отходящие газы обрабатываются с помощью демистера и/или сепаратора масляного тумана

Техническое описание

Прокатная эмульсия или пары прокатного масла из клетей стана извлекаются и пропускаются через сепараторы масляного тумана для очистки.

Фильтры, содержащие отбойную насадку и отбойные пластины или сетчатые прокладки для отделения масла от отводимого воздушного потока, а в некоторых случаях используются электрофильтры.

Демистеры — это фильтрующие устройства, которые удаляют захваченные капли жидкости из газового потока. Они состоят из сплетенной структуры из металлических или пластиковых проволок с высокой удельной поверхностью. Благодаря своей инерции мелкие капельки, присутствующие в потоке газа, ударяются о провода и объединяются в более крупные капли.

Отделенная эмульсия/масло может быть возвращена в эмульсионно-масляную систему.

Достигнутые экологические выгоды

Уменьшение испарений эмульсии, КПД> 90 %.

Сокращение выбросов масляного тумана при холодной прокатке.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В целом, выбросы от летучих органических соединений в среднем за год могут составлять менее 10 мг/Нм³. В таблице 5.6 обобщены данные о выбросах от летучих органических соединений для тандемных и реверсивных станов. Основываясь на данных о выбросах, представленных двумя заводами в рамках сбора данных при переделе черных металлов, выбросы ЛОС находились в диапазоне от 2,3 до 9,4 мг/нм³, при среднем значении 5,4 мг/Нм³.

Данные значения были достигнуты на заводах: Arcelormittal Atlantique et Lorraine (Франция), U.S.Steel Košice, s.r.o (Словакия).

Таблица 5.6. Концентрации выбросов летучих органических соединений на тандемных и реверсивных станах.

№ п/п	Вещество	Концентрации за трехлетний период (мг/Нм³)				Количество измерений
№ п/п	Вещество	Среднее	Медианное	Мин.	Макс.	Количество измерений
1	2	3	4	5	6	7
1	Реверсивные станы
2	ЛОС	4,0	3,5	0,1	10,2	5/20
3	Тандемные станы
4	ЛОС	4,8	5,1	0,2	12,3	4/27

Кросс-медиа эффекты

Масло, извлеченное из сепараторов, может быть рециркулировано, хотя в некоторых случаях возврат масла из эмульсионных фильтров может быть невозможен из-за низкого качества масла (бактерии).

Технические соображения, касающиеся применимости

Как правило, нет никаких технических ограничений на применимость этого метода.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Сокращение выбросов масляного тумана.

5.2.2.13. Очистка и повторное использование обезжиривающего раствора

Описание

Физические методы обработки (например, магнитная сепарация, отделение масла, микро- или ультрафильтрация) используется для очистки обезжиривающего раствора для повторного использования.

Техническое описание

Как правило, свежую воду добавляют против направления движения полосы. Количество пресной воды добавляется для восполнения потерь воды вследствие испарения при струйной очистке после секции электролитической очистки, таким образом, чтобы обеспечить минимальный перелив в секцию электролитической очистки. Таким образом, эта пресная вода добавляется в два контура рециркуляции (щелочное и электролитическое обезжиривание). Около 25 % циркулирующего обезжиривающего раствора обрабатывается отдельным потоком, например, путем магнитной сепарации, отделения масла, микро- или ультрафильтрации. Часть этого потока периодически направляется на установку по очистке сточных вод. Стержни магнитного сепаратора очищаются с помощью робота-скруббера. Образующуюся мелкую фракцию железа собирают отдельно.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение расхода щелочных химических веществ.

Уменьшение объема воды и осадка на водоочистных сооружениях.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Расход воды 5 м³/ч необходимо для выхода продукции 68 т/ч.

Кросс-медиа эффекты

Потребление энергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Как правило, нет никаких технических ограничений на применимость этой техники. Данные техники используются на предприятиях Voestalpine Stahl GmbH / Voestalpine Grobblech GmbH, Segal, ArcelorMittal Belgium, ArcelorMittal España, S.A, Tata Steel IJmuiden, ArcelorMittal Bremen GmbH, Thyssenkrupp Steel Europe AG, Installation No (Германия).

Экономика

Высокие инвестиционные и эксплуатационные затраты.

Движущая сила для внедрения

В основном это требования, предъявляемые к продукции.

Качество поступающих рулонов (остатки железа и масла) также может быть определяющим фактором.

5.2.2.14. Использование печи с открытым пламенем при нанесении горячего покрытия погружением на стальные листы

Описание

Масло на поверхности стального листа сжигается в печи с открытым пламенем. Для некоторых высококачественных изделий или в случае стальных листов с высоким содержанием остаточного масла может потребоваться обезжиривание перед обжигом в печи.

Техническое описание

Отжиговая печь на линиях горячего цинкования, оснащенные DFF (direct-flame furnace - печь с открытым пламенем), имеют дополнительную функцию очистки полосы от поверхностных загрязнений (это происходит в секции DFF). В этой конкретной конфигурации печи большая часть нагрева происходит в DFF, где газ представляет собой смесь природного газа и воздуха с супер-стехиометрическим соотношением воздух/газ (Лямбда <1). Газовые горелки в DFF обычно расположены асимметрично, чтобы обеспечить равномерный нагрев поверхности полосы, полоса поступает в DFF при комнатной температуре или выше, если имеется секция предварительного нагрева (обычно предварительный нагрев достигается за счет встречного потока топочных газов) и выходит из печи с открытым пламенем при температурах в диапазоне 500÷800 °C.

В результате остатки поверхностного углерода на полосе, оставшегося после химической очистки, полностью удаляются в секции печи DFF. Нагрев в секции печи DFF происходит за счет сжигания смеси природного или сжиженного газа с воздухом с суперстехиометрическим соотношением воздух\газ (Лямбда <1);

для обеспечения постоянного содержания углерода на поверхности можно использовать химическое обезжиривание; переменный уровень углерода на поверхности может изменять кинетику окисления железа, по-разному влияя на излучательную способность и, таким образом, на режим работы печи.

Достигнутые экологические выгоды

Отсутствие сбросов в воду.

Отсутствие образования отходов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В некоторых случаях все еще может быть необходимо иметь секцию удаления остатков масла перед печью для некоторых высококачественных оборудований или в случае поступающих рулонов с высоким остаточным уровнем масла. Печью не так легко управлять, как печью с радиационным обогревом металла. Топочные газы из печи обычно используются для предварительного нагрева поступающего газа и воздуха для горения с помощью специального теплообменника.

Кросс-медиа эффекты

Выбросы в атмосферу при сжигании нефтепродуктов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена, если требуется очень высокий уровень чистоты поверхности и адгезии (присоединения) к цинку. Данные печи используются на предприятиях: Tata Steel IJmuiden (Нидерланды), Thyssenkrupp Steel Europe AG (Германия), Outokumpu Stainless Oy, ArcelorMittal Poland S.A. (Польша), U.S.Steel Košice, s.r.o. (Германия).

Экономика

Инвестиционные и эксплуатационные расходы снижаются, поскольку нет необходимости в предыдущих секциях.

Данная техника дешевле в эксплуатации и установке.

Движущая сила для внедрения

Стоимость (см. экономику выше).

5.2.2.15. Стабилизация полосы

Описание

Система стабилизации полосы при нанесении цинкового покрытия служит для обеспечения гарантированной толщины цинкового\ алюмоцинкового покрытия. Существуют различные способы стабилизации полосы в области работы воздушных ножей после ванны расплава цинка\ алюмоцинка, в частности, это могут быть магнитные стабилизаторы или устройства, обеспечивающие стабильное натяжение полосы.

Техническое описание

После погружения в ванну расплава цинка полоса проходит участок воздушных ножей, где при помощи подачи воздуха под давлением сдуваются излишки жидкого цинка с поверхности полосы до необходимого значения оговариваемого условиями потребителя. Разнотолщинность цинкового покрытия влияет на потребительские свойства продукции ее коррозионную стойкость, а также расход самого цинка при производстве, поэтому необходимо обеспечить стабильное положение полосы, в районе регулирования толщины покрытия. Для этого используются, например магнитные стабилизаторы, имеющим несколько активаторов на протяжение всей ширины полосы (примерно один активатор на 250 мм) с обоих сторон полосы, положение полосы относительно базового положения отслеживается датчиками и при отклонении от базового положения активаторы корректирую положение при- помощи магнитного поля и создания натяжения полосы с помощью приводных натяжных станций и исключает изменение расстояния между воздушными ножами и полосой, исключается не только разнотолщинность, но и травмирование в результате касания. Также применение системы стабилизации эффективно в камере воздушного охлаждения для исключения касания полосы вентиляторов в режиме обдува потоком воздуха полосы.

Достигнутые экологические выгоды

Сниженный расход материала для покрытия.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Электромагнитная стабилизация является последним средством для повышения стабильности полосы. В первую очередь необходимо обеспечить соблюдение многих других технических аспектов, таких как погружные подшипники, геометрия крепежных элементов, очистка воздухом, натяжение полосы, все это сильно влияет на стабильность полосы. Внедрение электромагнитной стабилизации не может компенсировать другие проблемы или только частично, и поэтому обычно рассматривается как последний шаг плана улучшения устойчивости полосы.

Электромагнитная стабилизация предполагает увеличение затрат на техническое обслуживание. В частности, если электромагнитные стабилизаторы установлены отдельно от воздушных ножей (как показано выше), обычная процедура регулярной очистки воздушных ножей будет затруднена и затраты на очистку возрастут. Комплексные решения (электромагнитные стабилизаторы непосредственно в сочетании с воздушными ножами) позволяют избежать этого недостатка, но требуют полной замены системы, что очень дорогостояще.

Кросс-медиа эффекты

Немного увеличено потребление энергии.

Увеличенные усилия по техническому обслуживанию.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обычно применяется для нанесения полосового покрытия. Данные методы используются на предприятиях Thyssenkrupp Steel Europe AG, ArcelorMittal Sagunto, Arcelor Mittal Бельгия Euro gal. (Германия).

Экономика

Высокие инвестиционные затраты, особенно для комплексных решений.

Движущая сила для внедрения

Движущей силой для внедрения этого метода являются, главным образом, вопросы качества. Это особенно актуально для применений со строгими требованиями к толщине цинкового покрытия.

5.2.3. Техники, которые следует учитывать при определении НДТ для механических процессов

5.2.3.1. Закрытая зачистка (кроме ручной зачистки) в сочетании с отводом воздуха и очисткой отходящих газов

Описание

Операции по очистке (кроме ручной очистки) выполняются в полностью закрытых помещениях (например, под закрытыми колпаками) с удалением дыма и пыли. Отходящие газы обрабатываются с помощью электрофильтров (сухих или влажных) или рукавных фильтров.

Техническое описание

Как показано на рис. 5.3 сжигание происходит в плотно закрытом колпаке, который улавливает дым и пыль, образующиеся при горении топлива. Отработанный воздух очищается с помощью сухих или влажных электрофильтров или рукавных фильтров. Собранная пыль перерабатывается внутри предприятия (металлургический завод с полным циклом) или утилизируется уполномоченными компаниями. Струи воды используются для удаления шлака с обрабатываемой поверхности. Отработанная вода и шлак собираются в желоб под роликовым конвейером и направляются на очистку воды.

Рисунок 5.3. Технологическая схема предотвращения с загрязнением при закрытой зачистке (пример с влажным электрофильтром)

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли в атмосферу.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В ArcelorMittal Ghent (Арселлор МиталлГент) машина огневой зачистки расположена в специальном здании (размеры 32м х 18м х 9м) с акустически изолированными боковыми стенами, что обеспечивает максимальный уровень шума 85 дБ на расстоянии 1 м. Дым улавливается по четырем углам крыши. Вся установка работает в режиме всасывания с расходом аспирации 200 000 м³/ч. Аспирация регулируется автоматически в зависимости от места, где происходит удаление пыли (две трети паров всасываются над рабочей зоной). Отработанный воздух очищается тканевыми фильтрами площадью 3 576 м², что приводит к концентрации пыли на выходе 5÷10 мг/Нм³ (непрерывное оптическое измерение в дымовой трубе у нагревательных печей).

В Liberty Specialty Steels (Великобритания) машина огневой зачистки расположена внутри прокатного стана и размещена под колпаком с отводом в сторону мокрого электрофильтра (как описано на рис. 5.3). Вытяжка предотвращает летучие выбросы пыли, а также оснащена распылителями воды. Цепные завесы, расположенные на входе и выходе вытяжки, максимально задерживают воду, распыляемую в вытяжке. Выбросы пыли обычно находятся в пределах 5÷10 мг/Нм³.

Поскольку дым, образующийся при сжигании, очень агрессивен, техническое обслуживание является важным вопросом для обеспечения хорошей работы установок по борьбе с загрязнением. Рекомендуется регулярно проверять электроды электрофильтра и связанные с ними внутренние детали для выявления коррозии. Если дым очень влажный, использование рукавных фильтров может быть проблематичным.

Таблица 5.7. Достижимые уровни выбросов пыли при зачистке

№ п/п	Применяемый метод борьбы с загрязнением	Концентрации за трехлетний период (мг/Нм³)					Количество измерений
№ п/п	Применяемый метод борьбы с загрязнением	Среднее	Медианное	90-й процентиль	Мин.	Макс.	Количество измерений
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Рукавный фильтр	3,9	2,2	6,3	0,08	46,8	43
2	Мокрый электрофильтр	30,5	21	57,6	3,7	66,8	3
3	Мокрый электрофильтр+ Сухой электрофильтр	7,7	-	-	4,7	10,7	2
4	Мокрый электрофильтр+ рукавный фильтр	3,6	-	-	1,8	5,3	2

Кросс-медиа эффекты

Повышенное потребление энергии.

Образование отходов / пыли из фильтра, шлама.

Количество образующихся отходов может быть сокращено за счет внутренней переработки.

Технические соображения, касающиеся применимости

Нет никаких технических ограничений на применимость этого метода. Данные методы применяются на предприятиях ArcelorMittal Гент, ArcelorMittal Авилес, Liberty Speciality Steels (Великобритания).

Неприменимо для ручной обрезки.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Предотвращение нерегулярных выбросов.

5.2.3.2. Зачистка в закрытом помещении в сочетании с вытяжкой воздуха и обработкой отходящих газов

Описание

Операции зачистки выполняются в полностью закрытых помещениях (например, под закрытыми колпаками), а воздух извлекается и обрабатывается с помощью рукавных фильтров.

Техническое описание

Зачистной станок используется для выпрямления поверхности плит (плоской заготовки). Пыль, образующаяся при шлифовании, собирается и осаждается в тканевом рукавном фильтре (рис. 5.4). Машинная обработка может выполняться в звукоизолированных помещениях. Установка для борьбы с загрязнением может быть, как автономной (отдельной), так и внутрицеховой. Собранная пыль перерабатывается внутри предприятия на интегрированных сталелитейных работах или утилизируется уполномоченными компаниями. Измельченная стружка собирается отдельно и может быть непосредственно переработана в виде лома на заводе по переработке сырья.

Рисунок 5.4. Технологическая схема с предотвращением загрязнением в процессе зачистки

Достигнутые экологические выгоды

Уменьшение выброса пыли в воздух.

Снижение уровня шума.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Достижимые концентрации выбросов пыли при очистке и измельчении в закрытых помещениях.

В Tata Steel IJmuiden (Тата Стил Иджмуйден) зачистной станок представляет собой автономный станок, установленный в 2013 году и расположенный в открытом здании. Машина оснащена изоляционным материалом для снижения уровня шума. Для снижения уровня шума принимаются дополнительные меры контроля, такие как ограждение машины/(установки) и изоляция стен. Шлифовальный станок оснащен вытяжной системой с тканевым фильтром. Расход системы очистки отработавших газов составляет 12 000 Нм³/ч. Уровень выбросов пыли составляет <1 мг/Нм³. Измельченная стружка (с содержанием железа около 98%) перерабатывается на заводе BOS, в то время как пыль перерабатывается на агломерационном заводе.

В SSAB Oxelösund (SSAB Окселосунд) зачистной станок, используемый для выпрямления поверхности слябовой заготовки, оснащен тканевыми фильтрами, а производительность системы очистки отходящих газов составляет 60 000 м³/ч. После очистки отходящих газов уровень выбросов пыли в выпускной трубе составляет <2 мг/Нм³. Выбросы пыли измеряются с помощью трибоэлектрического пылеуловителя. Захваченная пыль и измельченная стружка возвращаются обратно в доменную печь для брикетирования.

Кросс-медиа эффекты

Повышенное потребление энергии.

Образование отходов / фильтрующей пыли, которая собирается.

Количество отходов может быть сокращено за счет внутренней переработки.

Образование мелкой крошки и фильтровальной пыли, которая собирается и перерабатывается.

Технические соображения, касающиеся применимости

Как правило, нет никаких технических ограничений на применимость этого метода.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для внедрения

Предотвращение нерегулярных выбросов.

Повышение качества плоской заготовки / слябов.

Снижение затрат на установках для подготовки поверхностных слябов.

5.2.3.3. Отвод воздуха как можно ближе к источнику выбросов для механических процессов и сварки в сочетании с очисткой отходящих газов

Описание

Выбросы от продольной резки, удаления окалины, черновой обработки, прокатки, чистовой обработки, выравнивании и сварки собираются, например, с помощью колпака или вытяжки. Системы снижения выбросов, используемые для очистки выбросов пыли, включают рукавные фильтры, электрофильтры и мокрые скрубберы.

Техническое описание

Частицы пыли (например, оксид железа) выделяются в процессах горячей прокатки в виде летучих выбросов. В зависимости от категории, обрабатываемой стали эти частицы могут содержать тяжелые металлы, такие как никель и свинец. При прокатке переносимые по воздуху частицы выделяются в основном на стороне выхода клетей стана (где скорость клетей самая высокая). Как правило, в целях охлаждения и для подавления летучих выбросов пыли используются водяные распылители, но главным образом в случае низкого уровня пылеобразования. Эффективность распыления воды низкая, и при значительных выбросах используются специальные системы вытяжной вентиляции, в том числе: вытяжные колпаки, пылеулавливающий колпаки, вытяжные или всасывающие линии. Выбросы обрабатываются с использованием различных типов систем очистки, включая водяные форсунки, скрубберы Вентури, мокрую электрическую фильтрацию или другие вытяжные системы, такие как пульсирующие струйные фильтры (сухого типа, рукавные фильтры) или мокрые фильтры.

Скрубберы Вентури.

На черновых станах прокатная пыль извлекается с помощью скруббера высокого давления (30 бар) и направляется в скрубберы Вентури. Собранный осадок отводится в канал для удаления окалины и в водяной контур стана горячей прокатки. Окалина собирается из водяного контура и может быть дополнительно переработана в качестве сырья в плавильном цехе.

Электрические фильтры.

Пыль со станов горячей прокатки очищается с помощью двухступенчатого мокрого электрофильтра. Первая стадия состоит в обработке подлежащего очистке пылесодержащего газа с помощью водяных распылителей для насыщения его водяным паром перед подачей на вторую стадию в электрическом поле, где он осаждается. Собранный пылевой осадок может быть дополнительно переработан для использования в качестве сырья в плавильном цехе.

Импульсно-струйные фильтры (сухой или тканевый фильтр) / Мокрые фильтры.

Другим вариантом является установка вытяжной системы, где между прокатными клетями (в основном за последними тремя чистовыми клетями) устанавливаются пылезащитные колпаки для сбора пыли и оксидов. По всасывающим патрубкам со стороны редуктора стана оксидно-пылевая смесь отводится и направляется на импульсно-струйные фильтры (сухие, тканевые) или мокрые фильтры. Отделенная пыль и оксиды транспортируются в короб (люльки слитковоза) с помощью шнековых конвейеров и перерабатываются на заводах с полным металлургическим циклом.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли.

Сокращение выбросов металлов, включая тяжелые металлы (например, никель и свинец).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Уровни выбросов пыли менее 5 мг/Нм³ могут быть достигнуты с помощью скрубберов Вентури, ЭСФ (электростатические фильтры) или рукавных фильтров. Скрубберы Вентури обычно имеют степень очистки 90–95 %. Мокрые электрические фильтры обычно имеют степень очистки 99 %.

Кросс-медиа эффекты

Системы сушки потребляют энергию, но, подобно вытяжным/рукавным фильтрам, имеют то преимущество, что они избавляют от необходимости извлекать оксиды из сточных вод, а собранную пыль можно переработать внутри предприятия.

Потребление воды и электроэнергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Может не применяться для сварки (подготовки кромок под сварку) в случае низкого уровня пылеобразования, т. е. ниже 50 г/ч.

Как правило, выбросы пыли при сварке относительно невелики (с точки зрения концентрации и массового расхода), но в некоторых случаях могут возникнуть значительные выбросы. Поэтому было сочтено целесообразным включить пороговое значение массового расхода в 50 г/ч, при превышении которого для ограничения выбросов пыли используются вытяжка и очистка.

Рукавные фильтры могут быть неприменимы в случае отходящих газов с высоким содержанием влаги.

Данная техника широко используются на заводах ArcelorMittal Испания, S.A.Nervacero S.A. Arcelormittal Бельгия S.A, Vallourec Германия ГмбХ, ArcelorMitta Хохфельд Германия ГмбХ, ArcelorMittal / Industeel Франция, ArcelorMittal (Польша S.A.).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

5.3. НДТ в области энерго- и ресурсосбережения

5.3.1. Применение частотно-регулируемого привода на различном оборудовании (конвейерное, вентиляционное, насосное и т. д.)

Описание

Оборудование, позволяющие снизить расход электроэнергии на собственные нужды, снизить прямые и косвенные выбросы вредных веществ в атмосферу. В настоящее время применение ЧРП является оптимальным для целей регулирования производительности конвейерного, вентиляционного и насосного оборудования, при использовании которого обеспечивается наиболее рациональное использование электрической энергии при ведении технологического процесса.

Техническое описание

Возможность решения экологических проблем за счет повышения энергоэффективности производства.

На промышленных предприятиях большую долю потребления электрической энергии приходится на электрические двигатели, как привод различного технологического оборудования (конвейера, вентиляционное и насосное оборудование и т. д.). Достаточно часто такое оборудование требует регулирования, в качестве регулирующих аппаратов применяются шибера, задвижки и т. д. При этом требования к диапазону и точности регулирования скорости могут изменяться в широчайших пределах в зависимости от области применения электропривода. Применение регулируемого частотного электропривода позволяет решать поставленные задачи с большей эффективностью потребления электрической энергии, как следствие помогает сберегать электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных методах регулирования в технологических процессах.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения расходов электроэнергии в процессе производства.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

По экспертным оценкам в зависимости от режимов работы оборудования применение ЧРП позволяет снизить расход электроэнергии на насосных агрегатах, вентиляторах, конвейерах, дробилках от 20 до 40 %, обеспечить плавный пуск (снижение пусковых токов), повысить надежность и срок службы электродвигателей. Как показал анализ загрузки электродвигателей ряда оборудования АО "АрселорМиттал Темиртау", на которых установлены ЧРП, выполненный в период 2016 – 2019гг, снижение нагрузки в отдельные месяцы достигает 15–40 %. Таким образом, при обоснованном использовании ЧРП снижение потребления электроэнергии отдельным технологическим оборудованием может составить 20–40 % в год.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня автоматизации и культуры производства.

Технические соображения, касающееся применимости

Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии, в зависимости от режима работы двигателя, в пределах 15–40 %. Дополнительно вопрос установки ЧРП должен индивидуально рассматриваться в каждом отдельном случае исходя из глубины регулирования технологического процесса, требований промышленной санитарии на рабочих местах (для вентиляторов приточно-вытяжной вентиляции).

Применение частотно-регулируемых приводов (далее ЧРП) представляет собой одну из очевидных мер повышения энергоэффективности. Однако целесообразность таких мер должна рассматриваться в контексте всей системы, в которой используются двигатели; в противном случае существуют риски: потери потенциальных выгод от оптимизации способа эксплуатации и размера систем и, как следствие, от оптимизации потребностей в электроприводах; потерь энергии в результате применения приводов переменной скорости в неподходящем контексте.

Наиболее эффективно использовать электродвигатели, оборудованные частотными преобразователями, интегрированные в системы АСУТП. Это, например, позволит обеспечивать включение и регулировку скорости вытяжки в зависимости от фактических выбросов. Так же это касается и регулирования производительности воздуходувок и насосных агрегатов. В среднем, применение таких способов регулирования может снижать потребление электроэнергии от 20 до 40 %.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Так например, применение двигателей с частотно-регулируемым приводом (далее ЧРП) целесообразно при резко переменной нагрузке в зависимости, например, от технологии, времени суток, количества людей в здании и др. Применение частотно-регулируемого электропривода вентиляторов позволяет снизить расход электроэнергии на перемещение воздуха вытяжными системами на 6÷26 %, приточными системами на 3÷12 %, воздуходувками на 30÷40 %, при этом срок окупаемости двигателей с частотно-регулируемым приводом может составлять от 1 года до 5÷7 лет.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.3.2. Применение энергосберегающих осветительных приборов

Описание

Оборудование, позволяющие снизить расход электроэнергии на хозяйственные нужды, снизить прямые и косвенные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. В настоящее время применение энергосберегающих осветительных приборов (светодиодных источников света) является оптимальным для целей наружного и внутреннего освещения.

Техническое описание

На промышленных предприятиях в хозяйственном потреблении электрической энергии, значительную часть потребления составляет системы наружного и внутреннего освещения. При этом данное потребление электрической энергии напрямую не влияет на энергетическую эффективности производственного цикла. Однако, данное потребление учитывается при определении удельного потребления на единицу продукции.

Применение энергосберегающих осветительных приборов (светодиодные) позволяет эффективно потреблять электрическую энергию в системах освещения, как следствие помогает сберегать электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных источниках света.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет снижения расходов электроэнергии на нужды освещения.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

По экспертным оценкам и с учетом имеющегося опыта применения энергоэффективных осветительных приборов (светодиодных) снижение потребления электрической энергии снижается на 50–90 %, обеспечивается лучшая освещенность, увеличивается срок службы таких осветительных приборов, не оказывают негативного влияния на экологию, по сравнению с ранее применимыми дуговыми ртутными лампами.

Кросс-медиа эффекты

Первоначально замена существующих осветительных приборов на энергоэффективные может способствовать образованию большого количества отходов, требующих специальной утилизации (замена ртутных ламп на светодиодные).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с особенностями предприятия, особых сложностей по внедрению данной техники не выявлено. Внедрение энергосберегающих осветительных приборов стоит рассматривать с учетом модернизации системы освещения в целом (зональность, автоматическое управление и т. д.).

Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии, в пределах 50–90 %.

Экономика

Применение эффективных осветительных приборов позволяет снизить расход электроэнергии на освещение на 50–90 %, при этом срок окупаемости данной техники может составлять от 0,5 года до 5–7 лет.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей (не требуется утилизация);

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат.

5.3.3. Применение электродвигателей с высоким классом энергоэффективности

Описание

Оборудование позволяющие снизить расход электроэнергии на собственные и производственные нужды, снизить косвенные выбросы парниковых газов. В настоящее время применение современных электродвигателей с высоким классом энергоэффективности является оптимальным при модернизации существующего технологического и вспомогательного оборудования, при использовании которого обеспечивается наиболее эффективное использование электрической энергии.

Техническое описание

Возможность решения экологических проблем за счет повышения энергоэффективности производства.

Основным потребителем большинства промышленных предприятий являются различные электродвигатели. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. В процессе преобразования энергии часть ее теряется в виде тепла. Величина такой потери определяется энергетическими показателями двигателя. Применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет существенно снизить потребление электрической энергии.

Основным показателем энергоэффективности электродвигателя, является коэффициент полезного действия (КПД).

h=Р2/Р1=1 – DР/Р1,

где Р2 – полезная мощность на валу электродвигателя;

Р1 – активная мощность, потребляемая электродвигателем из сети;

DР – суммарные потери в электродвигателе.

Соответственно, чем выше КПД, тем меньше потери и меньше энергии потребляет электродвигатель для выполнение той же работы.

Рисунок .5. Сравнение обычного электродвигателя с энергоэффективным

Достигнутые экологические выгоды

Экологические показатели и эксплуатационные данные

По экспертным оценкам в зависимости от режимов работы оборудования применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет снизить потребление электроэнергии электродвигателями от 1,5 до 5,0 %, повысить срок службы электродвигателей.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства.

Повышение срока службы электродвигателя

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Объем и характер внедрения будет связан с программой модернизации предприятия и заменой выходящих из строя установленных на предприятии электродвигателей.

Фактические данные позволяют говорить об экономии электроэнергии, в зависимости от режима работы двигателя, в пределах 1,5–5,0 %.

Замена существующих электродвигателей энергоэффективными двигателями представляет собой одну из очевидных мер повышения энергоэффективности.

Экономика

Применение электродвигателей с высоким классом эффективности позволяет снизить расход электроэнергии на преобразование электрической энергии в механическую 1,5–5,0 %, при этом срок окупаемости таких электродвигателей может составлять от 1 года до 7 лет.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.3.4. Импульсная горелка

Описание

Подача тепла в топку регулируется продолжительностью горения горелок или последовательным запуском отдельных горелок вместо регулирования потоков воздуха и топлива для горения.

Техническое описание

При импульсном зажигании управление горелками частотно-модулированное. Горелки можно переключать между двумя состояниями, а цикличность горелок регулирует подачу тепла в топку. Обычно горелки зажигаются на сильном огне в течение определенного времени, а затем либо переключаются на слабый огонь, либо выключаются. Этот цикл может повторяться относительно часто, в некоторых конструкциях каждые шесть секунд.

Например, горелка всегда работает при номинальном расходе газа, а мощность горелки регулируется временем горения горелки: например, потребность в тепле 40 % означает, что горелка работает только на 40 % от 60 % время второго цикла. Другим вариантом является регулирование мощности горелки путем последовательного запуска отдельных горелок.

Даже при низкой загрузке топки доступна полная мощность каждой горелки. Равномерность температуры сляба в печи с боковым обогревом улучшается, поскольку тепло равномерно распределяется по всей ширине печи при любых производственных условиях.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение энергопотребления

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Установка импульсных горелок обеспечивает хороший контроль температуры как при малом, так и при большом нагреве. Кроме того, потребность во вспомогательном топливе сведена к минимуму.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо только к новым заводам и крупным модернизациям заводов.

Экономика

Инвестиционные затраты конкурентоспособны с другими технологиями. Обслуживание клапана может привести к дополнительным затратам, если в топливном газе присутствуют примеси.

Движущая сила внедрения

Энергосбережение.

Уменьшено количество сжигания на факеле.

5.3.5. Организация систем экранов в технологических линиях

Описание

В прокатных станах горячего проката существуют проблемы минимизации потерь тепла.

Техническое описание

Для сокращения потерь тепловой энергии могут применяться различные экраны. В основном различают четыре вида экранов для экранирования промежуточного рольганга:

теплоотражательный;

тепловой;

энкопанель;

экран с активным теплоэкранированием подката.

Все известные экраны для уменьшения потерь тепла верхней поверхностью подката состоят из нескольких секций, установленных вдоль рольганга и приводом для подъема или опускания секций над рольгангом.

Длину секций чаще принимают кратной шагу роликов рольганга, при этом с увеличением длины секций уменьшается величина их "подскакивания" при ударах по ним переднего конца движущегося по рольгангу подката, которое опасно для торца секции, следующей по ходу указанного движения подката.

Для шага роликов рольганга 1200 мм (ШСГП в России и в Украине) предпочтительна длина секций 2400 и 3600 мм, в то время как на зарубежных станах устанавливаются и 6-метровые секции. Ширина секций должна превышать на 100–200 мм длину бочки валков рольганга.

На секции с возможностью оперативной замены крепят кассеты с экранами, обеспечивающие реализацию отмеченных способов теплоэкранирования верхней поверхности подката. Число кассет определяется конструкцией экрана.

Теплоотражательный экран изготавливается из листов полированной нержавеющей стали или из малоуглеродистой стали, покрытой алюминием. К недостаткам данного экрана относится уменьшение его теплоотражательной способности по мере загрязнения поверхности. Схема такого экрана, установленного на стане 2000 ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" приведена на рисунке 5.6.

1 – теплоотражатели; 2 – отбойник; 3 – боковые стенки; 4 – ролики рольганга;

5 – сопла подачи воздуха; 6 – раскат; 7 – окалина; 8 – межроликовая плита

Рисунок 5.6. Поперечный разрез (а) и фотография (б) секции теплоотражательного экрана на промежуточном рольганге ШСГП 2000

Теплоотражатели изготовлены из листа малоуглеродистой стали толщиной 2 мм, который покрыт алюминием. Подпружиненный отбойник и боковые стенки секции также покрыты алюминием. Толщина алюминиевого покрытия составляет порядка 0,25 мм, первоначальная степень его черноты находится на уровне 0,2. Расстояние между уровнем роликов и отбойником должна составлять порядка 250 мм. Предусмотрена возможность охлаждения теплоотражателей сухим воздухом, что позволяет также исключить осаждение пыли на верхнюю и нижнюю поверхности отражателей.

Тепловой экран рисунок 5.7 изготавливается из керамических теплоизолирующих материалов.

1 – специальная труба из жаростойкого сплава; 2 – верхний уровень ролика рольганга; 3 — межроликовая плита; 4 — воздушная окалина; 5 мулитокремнеземистая вата (теплоизолятор); 6 – подкат; 7 – войлок мулитокремнеземистой ваты

Рисунок 5.7. Поперечный разрез (а; схема) и фотография внешнего вида (б) теплового экрана на промежуточном рольганге ШСГП 2000

К недостаткам такого экрана относится необходимость его прогрева теплом от первых 3–4 полос, только после этого он выходит на рабочие температуры. По эффективности тепловой и теплоотражающий экраны примерно равны.

Энкопанель — представляет собой улучшенную разновидность теплового экрана. Такой экран представляет собой секционный тоннель из 10 и более секций длиной по 6 метров рисунок 5.8 В зависимости от длины полосы или необходимости регулирования температуры раската некоторые секции могут открываться.

Рисунок 5.8. Тепловой экран типа "энкопанель"

Конструкция такого экрана включает в себя: мембраны из нержавеющей стали, которые отражают тепло обратно к полосе и материал, который аккумулирует тепло.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей за счет повышения энергоэффективности технологических процессов и снижения потерь тепла в процессе производства.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Применение такого экранов позволяет снизить температуру нагрева сляба на 50° С (экономия топлива 10-15% и снижение угара);

Уменьшить разницу температур между передним и задним концом (температурный клин) на 60%;

Возможность использования раската как буфера (время задержки до 8 минут).

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко многим объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер внедрения будет связан с характером, масштабом и сложностью установки, а также с ее эффективностью и диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

Снижение температуры нагрева на 50 °С (экономия топлива 10–15 % и снижение угара);

уменьшение разницы температур между передним и задним концом (температурный клин) на 60 %.

Движущая сила для осуществления

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются:

улучшение экологических показателей;

повышение энергоэффективности;

дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

5.3.6. Котел -утилизатор

Описание

Применение котла – утилизатора позволяет использовать тепло уходящих газов технологических процессов, сократить расход топлива. повысить КПД установок в целом.

Техническое описание

Котел-утилизатор (КУ) – паровой или водогрейный котел, не имеющий собственного топочного устройства для сжигания топлива и использующий теплоту отходящих газов технологических промышленных агрегатов различного назначения. Исключение составляют случаи работы котлов-утилизаторов на отходящих газах, содержащих, кроме физической, и химическую теплоту в виде горючих составляющих, которые целесообразно дожечь. Теплота, генерируемая котлом-утилизатором в виде водяного пара, нагретой воды или нагретого воздушного потока, используется в других технологических процессах либо в когенерационных установках для производства электроэнергии или холода.

Важной особенностью отходящих высокотемпературных производственных газов в металлургии и в некоторых других отраслях промышленности является содержание в них полидисперсного уноса мелких частиц, находящихся в твердом, жидком или газообразном состоянии. Этот унос образуется в результате выноса газовым потоком мелких частиц шихты, окалины, расплавленного металла или шлака, а также испарения и возгонки металла в плавильных печах. Вынос жидких частиц технологического расплава наблюдается обычно в период кипения или продувки расплавленного металла. Частичное испарение технологического материала возможно в этих же печах из-за высокого температурного уровня в них.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов CO.

Снижение энергопотребления.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Энергетическая реализация теплоты отходящих газов в котлах-утилизаторах приводит к существенному повышению коэффициента использования располагаемой теплоты, к снижению температуры выноса технологического сырья в виде пыли и к возможности его улавливания, исключающего или сокращающего выбросы в окружающую среду.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость к существующим установкам может быть ограничена конструкцией оборудованием, а также отсутствием места для установки котла утилизатора.

Не применимо к оборудованию с низкой температурой отходящих газов.

Экономика

Применение котла утилизатора требует дополнительной установки оборудования.

Обеспечивает снижение потребления топлива на вспомогательные процессы по теплоснабжению.

Движущая сила внедрения

Энергосбережение.

Общее снижение выбросов.

5.4. НДТ, направленные на снижение негативного воздействия на атмосферный воздух

5.4.1. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение неорганизованных выбросов

Описание

Методы предотвращения неконтролируемых выбросов, основанные на проектировании и оптимизации технологических решений, направленных на их исключение, если это возможно, сбор и очистку.

Техническое описание

Метод или совокупность методов использования систем сбора и контроля выбросов, интегрированных в технологический процесс на этапах проектирования или внедрение их в действующий производственный процесс. Техническое обслуживание систем сбора, а также непрерывный контроль отходящих потоков является одними из составляющих предлагаемых технических решений:

использование систем загрузки, встроенных в корпуса;

использование крытых производственных площадок;

постоянный контроль и поддержание температур в печи на оптимально низком требуемом уровне;

использование герметичных печей/систем подачи сырья, оснащенных системами пылеулавливания, или оснащение эксплуатируемых печей и другого технологического оборудования вытяжными системами;

оптимизация конструкций и методов эксплуатации вытяжных устройств и газоходов с целью улавливания отходящих газов (колпаки/укрытия);

сбор пыли в местах перегрузки пылящих материалов;

внедрение вторичных системам отведения газовоздушных потоков;

использование систем улавливания и очистки отходящих газов, сконструированных с учетом особенностей улавливаемых смесей;

использование эффективных пылеочистных аппаратов сухого типа;

применение вентиляционных систем с вытяжными зонтами для удаления пыли с рабочих мест технологического оборудования;

оснащение камер напыления, применяемых для реализации процесса нанесения изоляционных покрытий, очистными устройствами.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неконтролируемых выбросов пыли, металлов, газообразных соединений. Большая часть улавливаемой пыли возвращается в технологический цикл для повторного использования.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Снижение выбросов пыли от неорганизованных источников.

Кросс-медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах энергоресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена для действующих установок (существующей технологической схемой, планировка производственных помещений). В случаях использования герметизации оборудования и оснащения действующих участков системами улавливания и отведения газов, может возникнуть ограничение по соображениям безопасности (например, типом/конструкцией оборудования, риском возгорания, утечки).

Экономика

Информация отсутствует.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.4.2. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов пыли от организованных источников выбросов

5.4.2.1. Камера гравитационного осаждения для удаления крупных частиц (>20 мкм) на этапе предварительной очистки дымовых газов

Описание

Гравитационное осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без изменения направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах.

Техническое описание

Улавливание пыли происходит в гравитационном поле за счет сил тяжести частицы пыли относительно газовой среды. Скорость запыленного газа в камере должна быть небольшой, не более 1,5 м/сек, с уменьшением скорости, эффективность камеры возрастает. Гидравлическое сопротивление в пределах 12 кг*с/м². Схема горизонтальной осадительной камеры показана на рисунке 5.9 Преимущество осадительной камеры - простота конструкции, малое гидравлическое сопротивление, отсутствие износа, способность производить очистку газа при высоких запыленностях и температурах.

Рисунок 5.9. Схема горизонтальной осадительной системы

Для улавливания пыли с размером частиц более 20 мкм применяются жалюзийные аппараты. Данные аппараты имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, проходя через решетку, делает резкие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить первоначальное направление, что приводит к отделению крупных частиц из газового потока, которые, сталкиваясь с наклонными решетками, отражаются и отскакивают в сторону от щелей между лопастями жалюзи (рисунок 5.10). Назначение жалюзийной решетки — разделить газовый поток на две части: одну, в значительной мере освобожденную от пыли и составляющую 80—90 % всего количества газа, и другую (10—20 %), в которой сосредоточена основная масса содержащейся в газе пыли, улавливаемой затем в циклоне или в другом достаточно эффективном пылеуловителе. Очищенный в циклоне газ возвращается в основной поток газов, очищенных с помощью жалюзийной решетки.

Скорость газа перед жалюзийной решеткой должна быть достаточно высокой (до 15 м/с), чтобы достигнуть эффекта инерционного отделения пыли. На степень очистки влияет также скорость движения газов, отсасываемых в циклон. Гидравлическое сопротивление решетки составляет 100–500 Па.

Рисунок .10. Жалюзийный пылеотделитель

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

При очистке в жалюзийных аппаратах достигаются следующие показатели работы: при наличии пылевых частиц размером 30 мкм эффективность составляет около 75 %, а для частиц размером 40 мкм – 85 %.

К преимуществам жалюзийных пылеуловителей относится:

компактная конструкции;

низкая цена;

уменьшают уровень износа рукавов;

высокая пригодность к ремонту.

Пассивные решетки не потребляют электроэнергию, лишены подвижных элементов, изготовлены из долговечных металлов. Универсальный характер технологии позволяет использовать аналогичные приемы для очищения самых разных субстанций, как минеральных, так и органических.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменим.

Сухое улавливание пыли бывает недостаточно для очистки газов, содержащих агрессивные химические вещества. При наличии едких реагентов требуется влажная технология, часто с применением специальных веществ, нейтрализующих активные компоненты.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

Требования экологического законодательства.

5.4.2.2. Циклоны

Описание

Циклон для удаления частиц пыли является одним из основных аппаратов для очистки воздуха и отходящих технологических газов от твердых загрязнений, которые образуются в результате деятельности различных производственных предприятий. Благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных узлов и механизмов, возможности увеличения производительности путем объединения в группы и батареи, циклоны сухой очистки широко применяются в технологических и подготовительных производственных процессах.

Техническое описание

В основном их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами). Для удаления частиц из отходящего газового потока используется принцип инерции, основанный на создании центробежными силами, двойной вихревой воронки внутри тела циклона. Входящий газ приводится в круговое движение вниз по циклону рядом с внутренней поверхностью трубки циклона. В нижней части газ поворачивается и вращается вверх по центру трубки и выходит из верхней части циклона. Частицы в потоке газа под действием центробежной силы вращающегося газа выталкиваются к стенкам циклона, но противопоставляются силе жидкостного сопротивления газа, проходящего через и из циклона. Крупные частицы достигают стенки циклона и собираются в нижнем бункере, тогда как мелкие частицы покидают циклон с выходящим газом и могут быть удалены другими методами очистки, такими как, рукавные фильтры, электрофильтры, скрубберные системы.

Циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80–95 % от частиц пыли размером более 10 мкм.

Мокрые циклоны являются высокоэффективными устройствами, распыляющими воду в поток отходящего газа для увеличения веса твердых частиц и, следовательно, удаления более мелких частиц пыли.

Для очистки больших объемов пылегазовых потоков, а также для улавливания частиц размером менее 10 мкм используют батарейные циклоны (мультициклоны), которые компонуют из большого количества циклонных элементов, объединенных общим пылевым бункером, и имеющих специальные устройства для закручивания газового потока. Подача газа для очистки происходит тангенциально или аксиально, после чего газ приводится во вращение лопастями. Правильное газораспределение меду циклонными элементами мультициклона является очень важным фактором, так как при неравномерном газораспределении, может произойти реверс или засорение газа. Эффективности мультициклонов зависит от размера частиц и может достигать более 99 %.

В зависимости от производительности циклоны можно устанавливать по одному (одиночные циклоны) или объединять в группы из двух, четырех, шести или восьми циклонов (групповые циклоны).

Рисунок 5.11. Базовая схема устройства циклона

Типоразмер циклона подбирают исходя из производительности с учетом оптимальной скорости в цилиндрической части циклона.

В зависимости от расхода очищаемого воздуха циклоны могут применяться в одиночном либо групповом исполнении, состоящем из 2, 4, 6 и 8 циклонов. При подборе типоразмера циклона учитывается, что с увеличением диаметра циклона степень очистки воздуха уменьшается. Циклоны с диаметром менее 800 мм не рекомендуется применять для улавливания абразивной пыли.

Материал для изготовления циклонов при температуре окружающей среды до 40 °С – углеродистая сталь, при температуре ниже — 40 °С низколегированные стали.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов твердых частиц в атмосферу. Снижение нагрузки загрязняющих веществ, перед следующими этапами очистки (если применяется). Циклоны применяются для улавливания твердых частиц размером 5–25 мкм (5 мкм с применением мультициклонов). Эффективность вирируется в диапазоне 60–99 % в зависимости от размера частиц и конструкции циклона и может составлять от 300 до 600 мг/Нм³.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Степень улавливания пыли в значительной степени зависит от размера частиц и конструкции циклона, и увеличивается по мере возрастания нагрузки загрязняющим веществом: для стандартных отдельных циклонов данная величина ориентировочно равна 70–90 % для общего количества взвешенных частиц, 30—90 %.

Основные условия эксплуатации циклонов:

необходимо следить, чтобы в конической части циклона не накапливалась пыль. Для ее сбора под циклоном предусмотрен специальный бункер;

подсос воздуха в нижней части циклона недопустим. Бункер для сбора пыли должен быть герметичным. Спуск пыли из бункера осуществляется через патрубок с двойным затвором-мигалкой, отрегулированной так, чтобы клапаны работали поочередно;

стандартные конструкции циклонов могут работать при температуре газа не выше 400 °С и давлении (разрежении) не более 2,5 кПа;

при работе на газе с высокой температурой циклоны внутри футеруют огнеупорными плитками, а выхлопную трубу выполняют из жаропрочной стали или керамики. При низкой наружной температуре минимальная температура стенки циклона должна превышать температуру точки росы не менее чем на 20–25 °С. Для обеспечения этого условия стенки циклонов в ряде случаев покрывают снаружи теплоизоляцией;

начальная концентрация для неслипающихся пылей в циклонах диаметром 800 мм и более допускается до 400 г/Нм³. Для слипающихся пылей и циклонов меньших размеров концентрация пыли должна быть в 2–4 раза ниже;

циклон должен работать с постоянной газовой нагрузкой. При значительных колебаниях расхода должны устанавливаться группы циклонов с возможностью отключения отдельных элементов;

рекомендуется установка циклонов перед вентиляторами, чтобы последние работали на очищенном газе и не подвергались абразивному износу.

Циклоны наиболее эффективны при высоких скоростях воздуха, малых диаметрах и большой длине цилиндра. Скорость воздуха в циклоне составляет от 10 м/с до 20 м/с, а средняя скорость - около 16 м/с. Колебания значения скорости (снижение скорости) приводят к резкому снижению эффективности очистки.

Эффективность улавливания может быть увеличена при увеличении:

размер частиц и/или плотности;

скорости во впускном канале;

длины корпуса циклона;

числа оборотов газа в циклоне;

отношения диаметра корпуса циклона к диаметру выходного отверстия;

гладкость внутренней стенки циклона.

Эффективность снижается при:

увеличении вязкости газа;

увеличении диаметра камеры циклона;

увеличении плотности газа;

увеличении размеров канала на входе газа;

утечки воздуха в выходное отверстие для пыли.

Требования к техническому обслуживанию циклонов невысоки; должен быть обеспечен легкий доступ для обследования циклона на предмет эрозии или коррозии. Перепад давления в циклоне регулярно контролируется, а система пылеулавливания проверяется на наличие засоров.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение количества отходов, если собранная пыль не может быть возвращена в процесс. Работа циклонов является источником шума, который необходимо устранять, путем ограждения оборудования.

Технические соображения, касающиеся применимости

Циклоны могут применяться как на новых, так и на действующих установках. Циклоны используются для удаления твердых частиц, размером PM₁₀. Для удаления частиц меньшего размера (РМ_2,5) применяются высокоэффективные мультициклоны.

Циклоны работают в абразивных и влажных условиях, снижая концентрацию пыли на агломерационных установках с эффективностью примерно от 60 до 80 %, в зависимости от удельного веса пыли. В Corus, Иджмюйден, Нидерланды, с помощью мультициклона была достигнута концентрация на выходе 300 мг/Нм³.

В большинстве случаев циклоны применяются в качестве предварительных очистителей для более эффективных систем, таких как рукавные фильтры (см. раздел 5.4.2.4) и электрофильтры (см. раздел 5.4.2.3), ввиду низких показателей эффективности, которые как правило, не отвечают нормам загрязнения воздуха.

Преимущества использования:

рекуперация сырья (возврат уловленных частиц пыли в технологический процесс);

отсутствие движущихся частей, следовательно, низкие требования к техническому обслуживанию;

низкие эксплуатационные расходы;

низкие инвестиционные затраты;

сухой сбор и удаление, за исключением использования мокрых циклонов;

относительно небольшие требования к площадке размещения.

Применимость может быть ограничена:

относительно низкой эффективностью очистки для мелкодисперсных частиц;

относительно высоким перепадом давления;

наличием в составе очищаемых газов липких или клейких материалов;

шумностью работы оборудования.

Экономика

Как правило одиночные конструкции, применяющиеся для очистки отходящих газов с низкой концентрацией твердых частиц, будут дороже (на единицу расхода и на количество очищенного загрязняющего вещества), чем большая установка, для очистки потока отработанного газа с высокой концентрацией.

Так, для одиночного циклона с пропускной способностью 180043000 Нм³/ч и остаточной запыленностью между 2,3 и 230 г/Нм³, эффективность улавливания составляет 90 %. Для мультициклона с пропускной способностью в пределах от 36000 Нм³/ч и 180000 Нм³/ч, показатели остаточной запыленности и эффективности аналогичны показателям одиночного циклона.

Эксплуатационные расходы зависят от перепада давления и, следовательно, от затрат на электроэнергию.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов твердых частиц, с возможностью регенерации (повторного использования в качестве сырья).

5.4.2.3. Электрофильтры

Описание

Улавливание твердых частиц из отходящего потока газа с помощью электростатической силы.

Техническое описание

Частицы, подлежащие удалению, заряжаются, а специальные электроды, расположенные в корпусе фильтра, имеют другой заряд. При прохождении запыленного воздуха частицы пыли притягиваются к электродам и впоследствии ссыпаются в приемный бункер. Эффективность очистки может зависеть от количества полей, времени пребывания и предшествующих устройств для удаления частиц. Электростатические фильтры могут быть сухого или мокрого типа в зависимости от метода, используемого для сбора пыли с электродов.

Наиболее часто используемыми устройствами для очистки больших объемов отходящих газов на аглофабриках являются сухие электрофильтры с тремя или четырьмя полями, расположенными последовательно.

Электрофильтр состоит из нескольких высоковольтных коронирующих электродов и соответствующих осадительных электродов. Частицы заряжаются и впоследствии выделяются из газового потока под воздействием электрического поля, созданного между электродами. Электрическое поле между электродами создается небольшим постоянным током высокого напряжения (100 кВ). На практике электрофильтр разделен на ряд дискретных зон (обычно до пяти). Схема устройства электрофильтра показана на рисунке ниже.

Рисунок .12.Схема устройства электрофильтра (показаны только две зоны)

Частицы удаляются из потока газа в четыре этапа:

1. наведение электрического заряда на частицы пыли.

2. подача заряженной пыли в электрическое поле.

3. улавливание пыли с помощью коллекторного электрода.

4. удаление пыли с поверхности электрода.

Коронирующие электроды необходимо подвергать встряхиванию или вибрации для предотвращения накопления пыли, соответственно, их механическая прочность должна выдерживать такое воздействие. Механическая надежность коронирующих электродов и их несущей конструкции имеет большое значение, поскольку даже один оборванный кабель может закоротить все электрическое поле электрофильтра.

Производительность электрофильтра определяется формулой Дейча, согласно которой эффективность определяется общей площадью поверхности осадительных электродов, объемным расходом газа и скоростью миграции частиц. Таким образом, увеличение площади поверхности осадительных электродов имеет большое значение для улавливания конкретного вида пыли, в связи с чем современным подходом является использование расширенного межэлектродного пространства. В свою очередь, это предполагает надежную конструкцию и контроль работы выпрямительного устройства.

Конструкция используемых выпрямителей предусматривает применение отдельных секций устройства для каждой зоны или части зоны электрофильтра. Это позволяет применять разное напряжение на входных и выходных зонах, поскольку на выходе пылевая нагрузка меньше, а также дает возможность постепенно увеличивать напряжение, подаваемое на зоны, без искрения. Хорошая конструкция также подразумевает применение автоматизированных систем управления, поддерживающих оптимально высокое напряжение, подаваемое без искрения на электроды конкретной зоны. Для подачи максимально возможного без образования искр высокого напряжения и постоянного изменения его значения используется автоматическое контрольно-измерительное устройство. Подача постоянного высоковольтного электропитания практически не позволяет обеспечить оптимальную эффективность улавливания пыли.

Особое значение имеет электрическое сопротивление (величина, обратная электрической проводимости) пыли. Если оно слишком низкое, то частицы, достигая осадительного электрода, легко теряют свой заряд, и может произойти вторичный унос пыли. При повышенном удельном сопротивлении пыли на электроде образуется изолирующий слой, который препятствует нормальному коронированию и приводит к снижению эффективности улавливания. В основном удельное сопротивление пыли находится в рабочем диапазоне, но эффективность улавливания можно еще повысить, улучшив физические характеристики частиц. Для этого широко применяются аммиак и трехокись серы. Удельное сопротивление также можно уменьшить с помощью понижения температуры или увлажнения газа.

Для достижения высоких значений производительности электрофильтра газ пропускают через специальные устройства, обеспечивающие равномерность потока, препятствующую прохождению вне электрического поля. Правильная конструкция входных газоходов и наличие устройств распределения потока на входе электрофильтра необходимы для достижения однородности потока.

Электрофильтры ионной абразивной обработки обычно работают в диапазоне 100–150 кВ для обеспечения высокой эффективности сепарации. Отличительной особенностью электрофильтров является способностью работать при высокой температуре (горячие) и высокой влажности обеспыливаемых газов (мокрые). Количество образующейся пыли - так называемый вынос пыли (в процентах от массы перерабатываемой шихты) или переход металлов в пыль зависит от вида металлургического агрегата, физико-химической характеристики шихты (крупность, прочность, содержание легковозгоняемых металлов и соединений и прочее), интенсивности и характера пирометаллургического процесса и многих других факторов. Особенно интенсивно пыль образуется в технологических процессах, таких как обжиг и плавка концентратов, возгоночные процессы.

Таблица .8. Эффективность очистки и уровни выбросов, связанные с использованием электрофильтров

№ п/п	Загрязняющее вещество	Эффективность очистки, %	Примечание
№ п/п	Загрязняющее вещество	Эффективность очистки, %	Сухой фильтр	Мокрый фильтр
1	2	3	4	5
1	<1 мкм	>96,5	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации
2	2мкм	>98,3	Очистка до <20мг/Нм³	Очистка до <20мг/Нм³
3	5мкм	>99,95	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации
4	>10мкм	>99,95	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации	Зависит от конфигурации и условий эксплуатации

Достигнутые экологические выгоды

ЭСФ снижают выбросы пыли с эффективностью >95%. В некоторых случаях достижимая эффективность - более 99%. В среднем за год ЭСФ с полями MEEP могут достигать концентраций пыли в диапазоне от 20 до 50 мг/Нм³ только с учетом нормальных периодов эксплуатации и без учета пусков и остановок. Для одного и того же завода среднесуточная концентрация пыли в период с 2005 по 2007 года составляли от 24,6 до 29,4 мг/Нм³.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Основные преимущества электрической очистки газов, следующие:

широкий диапазон производительности – от нескольких м³/час до миллионов м³/час;

эффективность очистки от пыли варьирует от 96,5 % до 99,95 %.

гидравлическое сопротивление – не более 0,2 кПа (является основной причиной низких эксплуатационных затрат);

электрофильтры могут улавливать сухие частицы, капли жидкости и частицы тумана;

в электрофильтрах улавливаются частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков микрон.

Электрофильтры успешно эксплуатируются на предприятиях России, стран СНГ, Бельгии, Финляндии, Швеции, Ирландии.

Кросс-медиа эффекты

Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания. При выполнении работ по обслуживанию электрофильтра могут появиться дополнительные отходы. Необходимость утилизации пыли, если она не может быть повторно использована.

Технические соображения, касающиеся применимости

Вследствие их высокой эффективности, низкого гидравлического сопротивления, высокой работоспособности и энергетической эффективности, электрофильтры стали наиболее успешными установками для улавливания пыли из отходящих газов от основного технологического оборудования.

Электрофильтры могут устанавливаться как на новых, так и на действующих установках. Электрофильтры с подвижным слоем могут быть установлены как последнее поле существующего электрофильтра или как отдельный блок в собственном корпусе, но расположение и возможность установки любого типа будут зависеть от конкретного места.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли, с возможностью ее повторного использования.

Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.4.2.4. Рукавные фильтры

Описание

Очистка отходящих газов от пыли путем пропуска через плотно сплетенную или войлочную ткань, в результате чего твердые частицы собираются на ткани путем просеивания или другими способами.

Техническое описание

Рукавные фильтры изготавливаются из пористой тканой или войлочной ткани, через которую пропускаются газы для удаления частиц. Использование тканевого фильтра требует выбора ткани, подходящей для характеристик отходящего газа и максимальной рабочей температуры. Обычно рукавные фильтры классифицируются в соответствии с методом очистки фильтрующего материала. Необходимо регулярно удалять пыль из ткани для поддержания эффективности экстракции.

Наиболее распространенными методами очистки являются обратный воздушный поток, механическое встряхивание, вибрация, пульсация воздуха под низким давлением и пульсация сжатого воздуха. Акустические ковши также используются для очистки фильтрующих рукавов. Стандартные механизмы очистки не обеспечивают возвращение рукава в первоначальное состояние, так как частицы, осевшие в глубине ткани, уменьшают размер пор между волокнами, хотя это обеспечивает высокую эффективность очистки субмикронных паров.

Рисунок 5.13. Конструкция рукавного фильтра

Эффективность очистки в рукавных фильтрах в основном зависит от свойств фильтровальной ткани, из которой изготавливаются рукава аппарата, а также от того, в какой мере эти свойства соответствуют свойствам очищаемой среды и взвешенных в ней частиц. При выборе ткани необходимо учитывать состав газов, природу и размер частиц пыли, способ очистки, требуемую эффективность и экономические показатели. Также учитывается температура газа, способ охлаждения газа, если таковой имеется, образующийся водяной пар и точка кипения кислоты.

В таблице 5.9 представлены типы тканей, широко используемых при очистке.

Таблица 5.9. Сравнение различных систем тканевых фильтров

№ п/п	Параметр	Ед. изм.	Фильтр с импульсной очисткой	Мембранный фильтр из стекловолокна	Фильтр из стекловолокна
1	2	3	4	5	6
1	Тип рукава	-	Полиэстер	Мембрана/ стекловолокно	Стекловолокно
2	Размер рукава	м	0,126 х 6	0,292 х 10	0,292 х 10
3	Площадь ткани на рукав	м²	2	9	9
4	Корпус	-	Да	Нет	Нет
5	Перепад давления	кПа	2	2	2,5
6	Отношение воздуха к ткани	м/ч	80 - 90	70 - 90	30 - 35
7	Интервал рабочей температуры	°C	250	280	280
8	Срок эксплуатации рукава	месяцев	До 30	72 - 120	72 - 120

Существует несколько различных конструкций рукавных фильтров, в которых используются различные виды фильтрующих материалов. Использование технологий мембранной фильтрации (поверхностная фильтрация) приводит к дополнительному увеличению срока службы, увеличению пределов температуры (до 260 °C) и относительно низким затратам на техническое обслуживание. Мембранные фильтрующие рукава состоят из ультратонкой мембраны из расширенного политетрафторэтилена (ПТФЭ), встроенной в материал основы. Частицы в потоке отходящего газа улавливаются на поверхности рукава. Вместо формирования осадка на внутренней части или проникновения в ткань рукава, частицы отталкиваются от мембраны, образуя тем самым меньший по объему осадок.

Синтетические фильтрующие ткани, такие как тефлон/стекловолокно, позволяют использовать рукавные фильтры в широком спектре процессов, обеспечивая длительный срок службы. Эффективность современных фильтрующих материалов при высоких температурах или в условиях абразивности достаточно высока, и производители тканей могут оказать помощь в определении материала для конкретного применения. При использовании подходящей конструкции для соответствующего типа пыли в особых случаях может быть обеспечен очень низкий уровень выбросов пыли. Более высокая надежность и более длительный срок службы компенсируют расходы на современные рукавные фильтры. Достижение низких уровней выбросов пыли имеет важное значение, поскольку пыль может содержать значительные уровни металлов. Чтобы предотвратить утечку неочищенных газов в атмосферу, необходимо учитывать влияние деформации распределительных коллекторов и надлежащую герметизацию рукавов.

По причине возможного забивания фильтров в определенных условиях (например, в случае липкой пыли или при использовании в воздушных потоках при температуре конденсации) и чувствительности к огню, они подходят не для всех целей применения. Фильтры также могут использоваться вместе с существующими рукавными фильтрами и могут подвергаться модернизации. В частности, система уплотнения рукава может быть улучшена во время ежегодного технического обслуживания, а фильтрующие рукава могут быть заменены более современными материалами в соответствии со стандартными графиками замены, что также может снизить будущие затраты.

Самым распространенным типом используемых фильтров являются рукавные фильтры в виде мешков, при этом несколько отдельных фильтрующих элементов из ткани размещаются вместе в группе. Рукавные фильтры также могут быть в виде листов или картриджей.

Фильтр состоит из нескольких секций, часть из которых работает в режиме фильтрации очищаемого газа, а часть – в режиме регенерации, т. е. удаления осевшей на рукавах пыли. В режиме очистки запыленный газ фильтруется через поры рукава, а пыль осаждается на его поверхности. Со временем гидравлическое сопротивление рукава с накопленным на нем слоем пыли увеличивается, и эффективность осаждения возрастает. При этом пропускная способность фильтра по газу существенно снижается, и секцию отключают на регенерацию для удаления пыли механическим (встряхиванием, скручиванием) и (или) аэродинамическим (импульсной продувкой сжатым воздухом) способами. Поток газа, подлежащего обработке, может направляться либо изнутри рукава наружу, либо снаружи рукава вовнутрь. В случае содержания в поступающих отработанных относительно крупных частиц, для снижения нагрузки на рукавный фильтр, особенно при высокой концентрации частиц на входе, для дополнительной предварительной очистки могут использоваться механические коллекторы (циклоны, электростатические фильтры и др.).

Мониторинг

Для обеспечения правильной работы фильтра следует применять одну или несколько из следующих функций.

Особое внимание уделяется выбору фильтрующего материала и надежности системы крепления и уплотнения. Проведение надлежащего технического обслуживания. Современные фильтрующие материалы, как правило, являются более прочными и имеют более длительный срок службы. В большинстве случаев дополнительные затраты на современные материалы компенсируются продолжительным сроком службы.

Рабочая температура выше точки конденсации газа. Термостойкие рукава и крепления используются при более высоких рабочих температурах.

Непрерывный контроль содержания пыли путем улавливания и использования оптических или трибоэлектрических устройств для обнаружения поломок фильтра. При необходимости устройство должно взаимодействовать с системой очистки фильтра для обнаружения отдельных секций, содержащих изношенные или поврежденные рукава.

Использование газового охлаждения и искрового гашения, если это необходимо. Циклоны считаются подходящими устройствами для искрового гашения. Большинство современных фильтров расположены в нескольких отсеках, поэтому в случае необходимости поврежденные отсеки могут быть изолированы.

Мониторинг температуры и искрообразования может применяться для обнаружения пожаров. На случай возникновении опасности воспламенения могут быть предусмотрены системы инертных газов или добавлены инертные материалы (например, гидроокись кальция) к отходящему газу. Чрезмерный перегрев ткани сверх расчетных пределов может вызвать токсичные газообразные выбросы.

Необходимо отслеживать перепад давления для контроля механизма очистки.

Достигнутые экологические выгоды

Удаления твердых частиц размером до 2,5 мкм. Удаления определенных газообразных загрязняющих веществ, возможно в случае сочетания их с системами, расположенными после пылеуловительной камеры с рукавными фильтрами и связанными с внесением дополнительных материалов, в том числе с адсорбцией и сухим вдуванием извести/бикарбоната натрия.

Рукавный фильтр обладает высокой эффективностью в снижении уровня пыли и одновременных выбросов тяжелых металлов в потоке отходящих газов. Рукавные фильтры, усиленные добавками, также снижают выбросы ПХДД/Ф, соляной кислоты (HCl), плавиковой кислоты (HF) и, в меньшей степени, диоксида серы (SO₂). В частности, выбросы ПХДД/Ф могут быть значительно сокращены.

Добавление извести и углерода позволяет снизить выбросы диоксинов до <0,1 нг I TEQ/Нм³. Летучие тяжелые металлы и ЛОС одновременно снижаются за счет применения добавок и цеолитов, содержащих углерод. Например, содержание ртути снижается на 80–95%.

SO₂ может быть уменьшен примерно на 30–80 % с помощью гашеной извести и до 90 % с помощью натрия бикарбонат.

В зависимости от количества вводимой извести или бикарбоната натрия результат по выбросам CO₂ может достигаться в диапазоне от 100 до 500 мг/Нм3. В зависимости от поступающего SO₂ на практике были достигнуты среднесуточные значения SO_X менее 350 мг/Нм³. С добавлением извести могут быть достигнуты концентрации выбросов HF 0,2–1 мг/Нм³ и концентрации выбросов HCl 1-10 мг/Нм³ (в среднем за сутки).

Применение рукавных фильтров способствует увеличению рециркуляции диоксинов и остатков, содержащих тяжелые металлы. В одном примере количество рециркулируемой пыли из доменного газа было увеличено с 6000 тонн до 39000 тонн в год.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Удаление определенных газообразных загрязняющих веществ возможно в случае сочетания их с системами, расположенными после пылеуловительной камеры с рукавными фильтрами и связанными с внесением дополнительных материалов, в том числе с адсорбцией и сухим вдуванием извести/бикарбоната натрия. При использовании рукавных фильтров отсутствует необходимость очистки шламов и сточных вод.

Кросс-медиа эффекты

Фильтровальную ткань, если ее регенерация невозможна, следует заменять через каждые 2–4 года (срок службы зависит от различных факторов). Падение давления, которое следует компенсировать за счет подкачки, приводящей к дополнительному энергопотреблению. Поскольку тканевые фильтры очень эффективно улавливают тонкодисперсные частицы, они также эффективно уменьшают выбросы тяжелых металлов, которые содержатся в пыли дымовых газов в виде субмикронных частиц.

Дополнительно возможно увеличение расхода сжатого воздуха для цикла очистки.

При проведении технического обслуживания могут возникать дополнительные отходы.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае (типа и количества используемых фильтровальных рукавов). Стоимость фильтров зависит от эффективности работы оборудования (нагрузка на фильтр), используемых систем очистки (интегрированных или второстепенных), а также от показателя дифференциального давления самого фильтра. Снижение инвестиционных затрат возможно путем организации тесного взаимодействия вышеперечисленных факторов, а именно за счет наименьших значений дифференциального давления и минимальных для воздуха при очистке, а также максимально возможных отношений воздух-обшивка.

При оценке затрат на рукавный фильтр с блоком подачи потока следует иметь в виду, что эти установки используются не только для отделения пыли, но и для снижения содержания ПХДД/Ф, тяжелые металлы и кислые газы, такие как HF, HCl и SO₂.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в окружающую среду. Требования экологического законодательства. Экономия ресурсов.

5.4.2.5. Мокрые скрубберы

Описание

Удаление твердых загрязняющих веществ из технологического отходящего газа или потока отходящего газа путем переноса газов в подходящую жидкость, часто воду или водный раствор.

Техническое описание

Улавливание частиц с помощью мокрых скрубберов предусматривает использование трех основных механизмов: инерционное столкновение, задержание и рассеивание. Большое значение имеют размер собираемых частиц, а также их способность к смачиванию. Схема устройства радиального мокрого скруббера приведена на рисунке 5.14

Рисунок 5.14. Радиальный мокрый скруббер

Мокрые скрубберы используются для охлаждения, насыщения и предварительной очистки газа, например, когда установлены перед мокрыми электрофильтрами. Отличительной их особенностью является захват улавливаемых частиц жидкостью, которая уносит их из аппаратов в виде шлама. В качестве орошающей жидкости в мокрых пылеуловителях чаще всего используется вода. При совместном пылеулавливании и химической очистке газов выбор орошающей жидкости (абсорбента) обуславливается процессом абсорбции.

Мокрые аппараты имеют следующие достоинства: простоту конструкции и сравнительно невысокую стоимость; более высокую эффективность по сравнению с сухими механическими пылеуловителями инерционного типа; меньшие габариты по сравнению с тканевыми фильтрами и электрофильтрами; возможность использования при высокой температуре и повышенной влажности газов; улавливания вместе с взвешенными твердыми частицами паров и газообразных компонентов. Типичные примеры: скруббер Вентури или радиальный скруббер с регулируемым падением давления.

Простейший скруббер Вентури (рисунок 5.15, а) включает трубу Вентури (рисунок 5.15, б) и прямоточный циклон.

1-конфузор, 2-горловина, 3-диффузор, 4-подача воды, 5-каплеуловитель;

а-общий вид, б-нормализованная труба Вентури

Рисунок 5.15. Скруббер Вентури

Труба Вентури состоит из служащего для увеличения скорости газа конфузора, в котором размещают оросительное устройство, горловины, где происходит осаждение частиц пыли на каплях воды, и диффузора, в котором протекают процессы коагуляции, а также за счет снижения скорости восстанавливается часть давления, затраченного на создание высокой скорости газа в горловине. В каплеуловителе тангенциального ввода газа создается вращение газового потока, вследствие чего смоченные и укрупненные частицы пыли отбрасываются на стенки и непрерывно удаляются из каплеуловителя в виде шлама.

В центробежных скрубберах одновременно с охлаждением газов происходит адсорбция из них SO₂. Вследствие низкой степени очистки центробежные скрубберы типа ЦС-ВТЦ как пылеулавливающие аппараты в настоящее время не применяются, однако они широко используются в качестве каплеуловителей в скрубберах Вентури. В этом случае вода на орошение не подается.

Достигнутые экологические выгоды

Аппараты мокрого пылеулавливания проще по конструкции, но при этом обладают эффективностью, присущей наиболее сложным сухим пылеуловителям. Их легко изготовить непосредственно на химическом предприятии; как правило, они не имеют подвижных узлов, которыми часто оснащены сухие пылеуловители (например, узлы встряхивания в рукавных фильтрах).

Достоинствами мокрых пылеуловителей, по сравнению с аппаратами сухого типа:

более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц;

возможность очистки газов от более мелких частиц (в лучших мокрых аппаратах удается удалять частицы с размерами порядка 0,1 мкм);

допустимость очистки газов при высокой температуре и повышенной влажности

Недостатки:

выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод, то есть с удорожанием процесса;

возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах и дымососах;

в случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру и коммуникации антикоррозионными материалами.

В качестве орошающей жидкости в мокрых пылеуловителях чаще всего применяется вода; при одновременном решении вопросов пылеулавливания и химической очистки газов выбор орошающей жидкости (абсорбента) обусловливается процессом абсорбции.

В результате контакта запыленного газового потока с жидкостью в мокрых пылеуловителях образуется межфазная поверхность контакта. В различных аппаратах характер поверхности контакта фаз различный: она может состоять из газовых струек, пузырьков, жидкостных струй, капель, пленок жидкости. Поскольку в пылеуловителях наблюдаются различные виды поверхностей, то пыль улавливается в них по различным механизмам.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Скрубберы Вентури могут работать с высокой эффективностью (96–99 % на пылях со средним размером частиц 1–2 мкм) и улавливать высокодисперсные частицы пыли (вплоть до субмикронных размеров) в широком диапазоне ее начальной концентрации в газе: 0,05–100 г/м³. При работе в режиме тонкой очистки скорость газов в горловине должна поддерживаться в пределах 100–150 м/с, а удельный расход воды - в пределах 0,5–1,2 дм³/м³. Это обусловливает необходимость большого перепада давления (Dр=10÷20 кПа) и, следовательно, значительных затрат энергии на очистку газа. Степень улавливания SO₂ водой обычно составляет 40–50 %.

Кросс-медиа эффекты

Возможно ухудшение условий рассеивания в атмосфере влажных очищенных газов (может потребоваться дополнительная очистка). Большие затраты энергии (особенно для турбулентных пылеуловителей).

Потребление воды в значительной степени зависит от входящей и выходящей концентрации газообразных соединений. Потери на испарение в основном определяются температурой и влажностью входящего газового потока. Выходящий газовый поток в большинстве случаев в большинстве случаев полностью насыщен водяным паром. Обычно необходима очистка рециркулирующей жидкости, в зависимости от ее разложения и потерь на испарение.

В результате абсорбции образуется отработанная жидкость (в виде стоков и шлама), которая обычно требует дальнейшей обработки или утилизации (особенно при содержании агрессивных компонентов), если она не может быть использована повторно. Проблема, возникающая при использовании этого метода, заключается в эрозии, которая может возникнуть из-за высокой скорости в канале. Это обуславливает необходимость применения антикоррозионных и в ряде случаев дорогостоящих и дефицитных конструктивных материалов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо при модернизации и новом строительстве.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в атмосферный воздух.

Требования экологического законодательства.

Экономические выгоды.

5.4.2.6. Фильтры с импульсной очисткой

Описание

Импульсный рукавный фильтр предназначается для очищения воздушных масс от различных мелкодисперсных пылевых скоплений. В этих приборах вмонтирована система регенерации импульсного продувания сжатыми воздушными массами. В качестве очистительного элемента выступают рукава на металлических опорах.

Техническое описание

Для предотвращения падения эффективности очистки из-за накопления слоя пыли на поверхности рукава применяется импульсная продувка рукавных фильтров. Ее использование обеспечивает регенерацию работоспособности оборудования и исключение снижения эффективности очистки.

Описание конструктивных элементов делает понятным принцип работы рукавного фильтра:

Запыленный поток подводится во входной клапан аппарата. В зависимости от имеющейся инфраструктуры могут использоваться вспомогательные элементы – пневмонасосы, компрессоры, напорные вентиляторы, иные нагнетатели. В случае обработки высокотемпературного потока может быть реализовано подмешивание в фильтр чистого прохладного / атмосферного воздуха.

Воздухопоток контактирует с внешней поверхностью плотных нетканых рукавов, при этом частички пыли оседают снаружи мешков, в то время как чистый воздух проходит внутрь каркасов и попадает в чистую камеру, откуда выводится в производственное помещение или во внешнюю атмосферу;

По мере оседания пылевых включений на поверхности рукавов, воздуху становится все сложнее "пробиться" сквозь нарастающую механическую преграду, и производительность аппарата падает – необходима регенерация рукавов;

В зависимости от имплементированной системы регенерации производится обратная импульсная продувка, встряхивание или другое воздействие на фильтр-элементы, что позволяет освободить их поверхность от пыли и восстановить номинальный КПД устройства;

Пыль опадает в бункер, цикл повторяется.

Все пылеулавливатели выгодно отличаются следующим диапазоном технических характеристик:

производительность по среде – до 100 000 м³ / час;

дисперсность / размер улавливаемой пыли> 0,5 мкм;

работа с воздухопотоками любой степени запыленности;

ударный импульсный метод самоочистки рукавов – бесперебойность, высокая скорость и эффективность удаления пыли с картриджей благодаря использованию плоских сопел Вентури специальной конструкции;

фильтрующий материал – нетканое иглопробивное волокно;

возможность обработки потоков с температурой до 200 градусов Цельсия;

автоматизация системы управления аппаратом через электронный контроллер;

опционально – установка контроллер-совместимого дифференциального манометра для управления агрегатом;

опционально – установка вибросистемы на пылесборный бункер – для исключения налипания на стенки высокоадгезионной пыли. Возможно оборудование бункера шнеком для непрерывной выгрузки пыли;

надежность, компактность и долговечность;

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Эффективность обеспыливания – до 99.9 % (при соблюдении правил эксплуатации и надлежащей наладке / настройке фильтра).

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли.

5.4.2.7. Керамические и металлические мелкоочистительные фильтры

Описание

С точки зрения принципов работы, общего устройства и возможностей очистки мелкоячеистые керамические фильтры похожи на рукавные фильтры. Вместо тканевых рукавов на металлическом каркасе в них используются жесткие фильтрующие элементы, по форме напоминающие свечу.

Техническое описание

С помощью таких фильтров удаляются мелкодисперсные частицы, в том числе PM₁₀. Фильтры имеют высокую термостойкость, и, зачастую, именно корпус фильтра определяет верхнюю границу рабочей температуры. Расширение опорной конструкции в условиях высоких температур также является важным фактором, поскольку при этом нарушается герметичность элементов фильтра в корпусе, что приводит к просачиванию неочищенного газа в поток очищенного. Системы обнаружения отказов в режиме реального времени используются аналогично рукавным фильтрам. Керамические и металлические сетчатые фильтры не такие гибкие, как рукавные. При очистке таких фильтров продувкой мелкая пыль не удаляется с той же эффективностью, как из тканевого фильтра, что приводит к накоплению тонкой пыли внутри фильтра и, таким образом, к уменьшению его производительности. Это происходит за счет накопления сверхтонкой пыли.

Керамические фильтры производятся из алюмосиликатов и могут быть покрыты слоем различных фильтрующих материалов для улучшения химической или кислотной устойчивости, или для фильтрации других загрязняющих веществ. С фильтрующими элементами относительно легко обращаться, когда они новые, но после того, как они подвергнутся воздействию высоких температур, они становятся хрупкими, и их можно случайно повредить во время обслуживания или при неосторожных попытках очистки.

Наличие липкой пыли или смолы представляет потенциальную проблему, поскольку их сложно извлечь из фильтра при обычной очистке, что может привести к падению давления. Эффект воздействия температуры на фильтрующий материал накапливается, поэтому он должен быть учтен при проектировании установки. При применении соответствующих материалов и конструкции можно добиться очень низкого уровня выбросов. Снижение уровня выбросов является важным фактором, поскольку пыль содержит большое количество металлов.

Аналогичную результативность в условиях высоких температур также имеет и модернизированный металлический сетчатый фильтр. Развитие технологий обеспечивает быстрое образование пылевой корки после проведения очистки, когда соответствующая зона была выведена из эксплуатации.

Из-за вероятности при некоторых условиях засорения фильтрующего материала (например, клейкой пылью или при температуре воздушных потоков, близкой к точке росы) эти методы не подходят для любых условий эксплуатации. Они могут применяться в существующих керамических фильтрах и могут быть модифицированы. В частности, система уплотнения может быть усовершенствована во время планового обслуживания.

Достигнутые экологические выгоды

Промышленные испытания центробежного фильтра ЦФ2-6–1 в условиях системы пневмотранспорта песка позволили установить, что эффективность очистки газопылевого потока от частиц песка в шестиканальном центробежном фильтре достигает 98,65 %. Применение двухступенчатой системы очистки газов состоящей из центробежного фильтра и фильтра керамического импульсного ФКИ, позволяет достигать остаточной концентрации твердых частиц на выходе из такой установки 5 мг/м³ при начальной запыленности потока 127878 мг/м³. Жесткие фильтрующие элементы на основе керамики можно применять для очистки газов с температурой до 1000 °С.

В 2004 г. на Молдавском металлургическом заводе циклон установки вакуумирования стали диам. 1200 мм был заменен на центробежный фильтр ЦФ1-4–10. Замена циклона позволила в 4 раза увеличить количество циклов дегазации без остановок на очистку.

Кросс-медиа эффекты

Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания. Образование сточных вод, требующих дальнейшей обработки для предотвращения сброса металлов и других веществ в водные объекты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна, но процессы работают экономично.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли. Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.4.2.8. Использование топлива или комбинации топлив с низким образованием пыли, серы и низкой способностью к образованию NO_X

Описание

Система управления технологическими газами позволяет направлять технологические газы производства чугуна и стали в печи повторного нагрева и/или термообработки, в зависимости от их наличия (доступности). Отбираются технологические газы производства чугуна и стали с низким средним содержанием пыли и золы, а также с низким средним содержанием серы и низкой способностью к образованию NO_X.

Техническое описание

Система управления технологическим газом:

В случае металлургического завода с полным циклом система управления технологическими газами позволяет направлять газы производства чугуна и стали в печи повторного нагрева и/или термообработки с целью оптимизации полезного использования этих газов.

Приоритетность целей определяется следующим образом:

внутреннее использование теплового потенциала газов в процессах производства стали;

сведение к минимуму использования природного газа и других видов топлива в качестве вспомогательного топлива при обогащении технологических газов и в качестве топлива, сжигаемого отдельно;

разумное использование газов при производстве пара и/или электроэнергии, чтобы энергия не расходовалась впустую при сжигании на факелах;

минимизация использования топливного газа с помощью интегрированных в технологический процесс техник.

Три основных технологических газа в черной металлургии (например, газ коксовых печей, доменный газ и газ основной сталеплавильной печи с подачей кислорода) имеют различный химический состав и характеристики (например, теплотворную способность) и могут быть смешаны перед подачей в печи повторного нагрева и термообработки, чтобы сбалансировать некоторые различия и обогатить доменный газ для повышения теплотворной способности. Технологические газы также могут быть дополнены вспомогательным топливом (например, природным газом или жидким топливом) для обеспечения бесперебойной подачи.

Качество (теплотворная способность и состав) и объем различных газов значительно различаются, и эти факторы влияют на то, где топливо может быть эффективно использовано.

Основной целью управления энергопотреблением в сталелитейной промышленности является эффективное распределение и использование технологических газов. Учитывая различные конфигурации металлургических заводов с полным циклом, каждый объект определяет свою систему управления энергопотреблением, которая лучше всего подходит для всего объекта.

Когда технологические газы черной металлургии используются отдельно или в сочетании со вспомогательными газами (например, природным газом, сжиженным газом) в печах повторного нагрева и термообработки изделий дальнейшего передала черной металлургии, газы обрабатываются таким образом, чтобы обеспечить низкое среднее содержание пыли и золы и низкое среднее содержание серы.

Коксовый газ

Сера, содержащаяся в коксовом газе, является основным источником выбросов SO₂ из нагревательных печей. НДТ заключается в снижении содержания серы в коксовом газе путем десульфуризации.

Сжиженный газ (доменный газ и газ основной сталеплавильной печи с подачей кислорода). Доменный газ и газ основной сталеплавильной печи с подачей кислорода содержат низкие концентрации серы. Тем не менее, очистка этих газов проводится для уменьшения выбросов пыли. Применяя для очистки доменного газа и газа основной сталеплавильной печи с подачей кислорода, можно достичь с использованием методов сухого обеспыливания (например, электрофильтр) для новых и действующих установок или с использованием методов мокрого обеспыливания (например, мокрый электрофильтр или скруббер) для действующих установок.

Достигнутые экологические выгоды

Эффективное использование энергетических ресурсов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Никакой информации не предоставлено.

Кросс-медиа эффекты

Что касается образования NO_X, то отдельные газы сгорания ведут себя по-разному. Например, более высокие выбросы NO_X наблюдаются при использовании высокой доли коксового газа в топливной смеси, используемой в печи.

Есть две причины, по которым выбросы NO_X при использовании коксового газа выше: более высокая температура пламени и топливный азот. Состав отработанных газов зависит от температуры пламени. Метан (природный газ) сгорает относительно медленно по сравнению с топливом с высоким содержанием H₂ (например, коксовым газом), которое, как правило, сгорает быстрее и выделяет больше NO_X уровень. Тип горелки должен соответствовать имеющемуся топливу. Топливный NO_X образуется в результате окисления аммиака и органического азота, содержащихся, например, в коксовом газе. Из-за относительно высокого содержания аммиака и органического азота в коксовом газе образуется топливный NO_X. Количество NO_X в топливе связано с очисткой коксового газа: более высокие уровни аммиака в обработанном коксовом газе приводят к более высоким выбросам NO_X. В случае газа, богатого CO, получаемого при производстве феррохрома, этот газ имеет очень низкое содержание серы, но генерирует значительно более высокую температуру пламени (около 2 120 °C) по сравнению с пропаном или природным газом (около 1 960 °C), что потенциально приводит к более высоким термическим выбросам NO_X.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется только при наличии технологических газов при производстве чугуна и стали и/или газа.

Широко используется для технологических газов при производстве чугуна и стали.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна

Движущая сила для внедрения

Повышение энергоэффективности.

Требования экологического законодательства.

5.4.3. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов NOx от организованных источников выбросов

5.4.3.1. Использование горелок с низким образованием NOx

Описание

Техника (включая горелки со сверхнизким содержанием NO_X основана на принципах снижения пиковых температур пламени. Смешивание воздуха и топлива уменьшает доступность кислорода и снижает пиковую температуру пламени, тем самым замедляя превращение связанного с топливом азота в NO_X и образование термического NO_X, сохраняя при этом высокую эффективность сгорания.

Техническое описание

Горелка с низким содержанием — NO_X — это общий термин, обозначающий серию горелок, которые сочетают в себе несколько конструктивных особенностей для снижения уровня выбросов NO_X. Основными принципами работы этих горелок являются снижение пиковой температуры пламени, сокращение времени пребывания в высокотемпературной зоне и снижение доступности кислорода в зоне горения. Обычно это достигается путем подачи воздуха, подачи топлива и/или внутренней рециркуляции дымовых газов. Поскольку существует множество различных конструкций горелок, которые также варьируются от поставщика к поставщику, на рис. 5.16 и рис. 5.17 показан только выбор различных доступных горелок с низким содержанием NO_X.

Рисунок 5.16. Схема горелки с низким содержанием NO_Xи внутренней рециркуляцией дымовых газов

Рисунок 5.17. Схематический пример горелки с низким содержанием NOx, работающей на воздухе

Рециркуляции дымовых газов из печи в пламя может способствовать конструкция горелки. Это снижает концентрацию O₂ в воздушно-топливной смеси и создает тихое пламя с более низкой температурой. Рециркуляция также обеспечивает химическое снижение содержания NO_X в дымовых газах за счет углеводородов, содержащихся в топливе.

Дальнейшего снижения уровня NO_X и зависимости уровня NO_X от температуры предварительного нагрева воздуха можно достичь с помощью горелок с увеличенным расходом струи, где пламя в некоторых случаях не прикреплено к поверхности горелки или где входы газа и воздуха для горения разделены.

Существует два основных типа горелок с низким содержанием NO_X, которые оба предполагают использование ступенчатого сжигания для достижения желаемого эффекта. Это горелки с воздушной и топливной ступенями.

В горелках с воздушной ступенью первая стадия сгорания происходит в зоне, слегка обогащенной топливом, при оптимальном соотношении топлива и воздуха (1,1–1,3) для преобразования азота топлива в N₂. Вторая стадия сжигания осуществляется на обедненном топливе путем добавления вторичного воздуха таким образом, чтобы топливо полностью выгорело, с тщательным контролем температуры, чтобы свести к минимуму образование термического NO в этой зоне.

Существуют различные конструкции горелок с воздушной ступенью, которые отличаются способом создания двух зон горения. В горелках с аэродинамической ступенью подачи воздуха весь воздух для горения проходит через одно и то же отверстие горелки таким образом, что аэродинамика используется для создания первой зоны, богатой топливом. Внешние горелки с воздушным приводом используют отдельный поток воздуха для полного выгорания. В горелках предварительного сгорания с воздушной ступенью зона, богатая топливом, расположена в отдельной секции предварительного сгорания. Ключевыми конструктивными факторами, определяющими эффективность горелок с воздушной ступенью, являются температура и время пребывания на каждой ступени.

В горелках, работающих на топливе, допускается образование NO в зоне первичного горения, но топливо впрыскивается ниже по потоку для создания зоны вторичного обогащения топливом, или зоны "повторного горения", где содержание NO снижается до N₂. Далее по потоку добавляется дополнительный воздух для полного сжигания избытка топлива в зоне третичного сжигания, опять же с тщательным контролем температуры, чтобы свести к минимуму образование тепловых выбросов. Топливом для повторного сжигания может быть природный газ или уголь.

Ступенчатые камеры сгорания с низким содержанием NO_X являются наиболее применимым методом регулирования для промышленных печей и не представляют особых трудностей при монтаже. Некоторые конструкции ступенчатых камер сгорания приводят к снижению скорости выхода из горелки, и это уменьшение импульса может вызвать изменения в аэродинамике печи и, следовательно, проблемы с распределением теплопередачи. Аналогичным образом, пламя будет иметь тенденцию к удлинению, что может потребовать увеличения избыточного уровня воздуха, чтобы избежать прямого контакта пламени с нагреваемым материалом.

Горелки с низким содержанием NO_X могут быть более сложными и/или громоздкими, чем обычные горелки, и могут вызывать проблемы при проектировании печей или модернизации существующих печей. Инвестиционные затраты на модернизацию зависят от типа и размера печи, а также от того, насколько новые горелки совместимы с существующим оборудованием для сжигания топлива. Использование горелок с низким содержанием NO_X не приводит к увеличению эксплуатационных расходов.

Для горелок со сверхнизким содержанием NO_X требуется высокий расход газа. В печи происходит полное смешивание топлива и воздуха для горения (и дымовых газов), что приводит к отсутствию привязки пламени к горелке. В результате горелки этого типа можно использовать только при температурах печи, превышающих температуру самовозгорания топливовоздушной смеси.

За счет впрыска топлива вдали от непосредственной близости к воздуху для горения улучшается смешивание реагентов и продуктов сгорания. Как следствие, пиковая температура пламени снижается, уменьшая образование термического NO_X. В случае высокого момента впрыска (например, высоких скоростей) увеличивается унос дымовых газов, что приводит к слабому или беспламенному сгоранию. Достигаемый температурный профиль намного более плавный при очень низких выбросах NO_X. Чтобы обеспечить сгорание в таких условиях, температура печи должна быть выше температуры самовоспламенения. Внешняя рециркуляция дымовых газов также может быть использована для снижения выбросов NO_X с целью снижения пиковой температуры пламени за счет разбавления дымовыми газами.

Оптимизация процесса горения является ключевым методом снижения выбросов NO_X за счет уменьшения избытка воздуха. За счет регулирования уровня кислорода в атмосфере печи (дымоходах) повышается эффективность и сокращаются выбросы NO_X (меньше кислорода вступает в реакцию с азотом). Также следует избегать попадания воздуха (например, регулировать давление в печи при открывании дверцы). Кроме того, контроль избытка воздуха обеспечивает дополнительные преимущества, поскольку повышается производительность процесса (уменьшается окисление стали).

Переключение на другое топливо - еще один эффективный способ сокращения выбросов NO_X. Использование природного газа приводит к снижению уровня NO_X. Другие виды топлива, такие как технологические газы при производстве чугуна и стали, содержат азот и, следовательно, могут способствовать образованию топливных NO_X (например, NH₃ в коксовом газе). В дополнение к стандартной практике замены N-связанного топлива (углей или мазута) газообразным топливом, использование доменного газа снижает образование NO_X, принимая во внимание его более низкую пиковую температуру пламени. Также важна кондиционирование топлива (например, удаление NH₃ из COG, которое описано в IS BREF.

Внедрение замены горелок не всегда требует внесения изменений в компоновку действующих установок. Признается, что в некоторых случаях могут существовать технические ограничения.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов NO_X.

Повышение энергоэффективности.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Использование, к примеру, горелок с пониженным содержанием NO_х основаны на снижении температуры и содержания кислорода в зоне активного горения, а также создании в топочной камере зон с восстановительной средой, где продукты неполного горения, вступая во взаимодействие с образующимся оксидом азота, приводят к восстановлению NОx до молекулярного азота.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительная потребность в ресурсах.

Техническая применимость

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Высокоэффективные низкоэмиссийонные горелки Ferroflame™ LowNOx для установок окомкования с подвижной колосниковой решеткой может снизить выбросы NOx на 80% по сравнению с традиционными конструкциями горелок. Горелка Ferroflame LowNOx также может повысить качество продукции благодаря улучшенной однородности температуры в печи и подходит для использования с газообразным и жидким топливом. Впрыск верхнего воздуха как дополнительная мера при использовании горелок с низким содержанием NOX и рециркуляцией дымовых газов, на существующей установке менее эффективна.

Широко используется на предприятиях дальнейшего передела черных металлов, например:

Liberty Specialty Steels – печи непрерывного действия Stocksbridge Billet Mill.

Liberty Specialty Steels – отжиг круглых/цилиндрических слитков / нагревательный колодец (для слитков) Rotherham.

Liberty Specialty Steels – Печь для подогрева слябов узкополосного прокатного стана Brinsworth Strip Mill.

ArcelorMittal – нагревательные печи стана горячей прокатки в Фос-сюр-Мер.

Экономика

Замена существующих горелок на современные горелки с низким содержанием NO_X можно избежать, если оптимизировать процесс горения (за счет уменьшения избытка воздуха). Это также обеспечивает дополнительное топливо и дает экономию.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов NO_X.

Повышение энергоэффективности

Требования экологического законодательства.

5.4.3.2. Охлаждение зоны горения (пламени) для снижения выбросов NOx

Описание

Ограничение температуры предварительного подогрева воздуха приводит к снижению концентрации выбросов NOх. Должен быть достигнут баланс между максимальной рекуперацией тепла дымовых газов и минимизацией выбросов NO_X.

Техническое описание

Уровни выбросов NOх увеличиваются с повышением температуры предварительного нагрева воздуха для горения. Ограничение предварительного нагрева воздуха может быть мерой ограничения выбросов NOx.

С другой стороны, предварительный подогрев воздуха для горения является широко применяемой мерой для повышения энергоэффективности печей и снижения расхода топлива. Ограничение предварительного нагрева воздуха означает, что неиспользованная энергия, содержащаяся в дымовых газах, тратится впустую и должна быть компенсирована более высоким расходом топлива.

Как правило, операторы установок заинтересованы в снижении потребления топлива, поскольку это подразумевает денежную выгоду, но сокращение потребления топлива может дополнительно уменьшить другие загрязнители воздуха, такие как CO₂, SO₂ и твердые частицы. Таким образом, может потребоваться достижение баланса между энергоэффективностью и снижением выбросов SO₂ и CO₂, с одной стороны, и увеличением выбросов NOх, с другой. При поддержании высоких температур предварительного нагрева воздуха может потребоваться применение вторичных мер по сокращению NOх.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Информация не представлена

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоэффективности.

Технические соображения, касающиеся применимости

Может не применяться в случае печей, оснащенных излучающими трубчатыми горелками.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна

Движущая сила внедрения

Требование экологического законодательства.

5.4.3.3. Рециркуляция дымовых газов

Описание

Рециркуляция (внешняя) части дымовых газов в камеру сгорания с целью замены части свежего топочного воздуха и ограничения содержания O₂ для окисления азота и снижения температуры сгорания, - ограничит образование NOx.

Техническое описание

Рециркуляция дымовых газов представляет собой метод ограничения пиковых температур пламени. Рециркуляция дымовых газов в воздух для горения снизит содержание кислорода до 17–19 % и уменьшит пламя.

Самый простой способ состоит в рециркуляции дымовых газов путем их удаления из вытяжного канала с помощью вентилятора горелки и смешивания их с воздухом для горения. Расход рециркуляции можно регулировать с помощью дроссельной заслонки с сервоприводом, управляемой электронным оборудованием горелки. Сокращение выбросов NOх, полученное с помощью этого метода при использовании природного газа в качестве топлива, является значительным и зависит от процентного содержания рециркулирующих дымовых газов и типа используемой горелки.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов NOх.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Для подогревателя стальных плоских заготовок, работающего на коксовом газе, с производительностью не менее 140 т/ч, сообщается о снижении выбросов NO_X на 51,4 %, 69,4 % и 79,8 % (по сравнению с базовым уровнем 657 мг/м3) для 10 %, 20 % и 30 % рециркуляции топочных газов соответственно.

Необходимо учитывать потенциальное снижение производительности печи и, следовательно, более низкую пропускную способность, особенно при достижении рабочего предела печи.

В некоторых случаях возможна потеря стабильности пламени и отключение горелки.

Мощность горелки снижается, уменьшение мощности горелки необходима для того, чтобы компенсировать замену части воздуха горения отходящими газами с низким содержанием кислорода.

Потенциально трудно поддается контролю в случаях, когда состав и, следовательно, объемы отходящих газов изменчивы (например, на комплексных объектах, где используются смешанные газы завода).

Кросс-медиа эффекты

Рециркуляция дымовых газов (внешняя) может снизить энергоэффективность.

Потенциальное увеличение расхода топлива (до тех пор, пока рециркуляция топочных дымовых газов не повлияет на расход отходящих газов и их температуру, эффективность сгорания и расход топлива останутся прежними, но это подразумевает повышение температуры предварительного нагрева воздуха).

Увеличение расхода топлива (и, следовательно, выбросов CO₂) для различных конструкций горелок составляет от 1,1 % до 9,9 % (рециркуляция топочных дымовых газов в диапазоне от 10 % до 50 %).

Более высокие выбросы монооксида углерода и несгоревших углеводородов.

Повышенное содержание водяного пара в продуктах сгорания может увеличить образование окалины на стали, тем самым увеличивая потребность в удалении (прокатной) окалины и увеличивая связанные с этим выбросы в атмосферу и образующиеся при этом отходы.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость к существующим установкам может быть ограничена нехваткой места.

Например, этот метод требует значительных воздуховодов для обеспечения рециркуляции дымовых газов, что может быть сложно установить, в зависимости от конфигурации некоторых действующих установок.

Экономика

Для модернизации рециркуляции дымовых газов никаких затрат не предусмотрено. Рециркуляция дымовых газов часто применяется вместе с другими первичными мерами, такими как горелки с низким содержанием NO_X, поэтому трудно оценить затраты только на рециркуляцию дымовых газов.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов NOx.

Требования экологического законодательства.

5.4.3.4. Беспламенное горение

Описание

Беспламенное горение достигается за счет раздельного впрыска топлива и воздуха для горения в камеру сгорания печи с высокой скоростью для подавления образования пламени и уменьшения образования термических NOx при одновременном создании более равномерного распределения тепла по камере. Беспламенное горение можно использовать в сочетании с кислородно-топливным сжиганием.

Техническое описание

Беспламенное горение может быть достигнуто с использованием обычных воздушных печей, оснащенных беспламенной горелкой, или с использованием кислородно-топливных беспламенных горелок.

Нагревательные и термообрабатывающие печи черной металлургии обычно работают при высоких температурах процесса. В то время как потери энергии могут быть сведены к минимуму с помощью рекуперативных горелок, использующих выхлопные газы для предварительного нагрева воздуха для горения, образование оксидов азота также увеличивается при более высоких температурах воздуха для горения. Атмосферный азот окисляется, в частности, в горячих зонах фронта пламени с образованием оксидов азота.

Беспламенное сгорание может быть достигнуто за счет интенсивного перемешивания топливного газа, воздуха для горения и рециркулирующих выхлопных газов. Топливный газ и воздух для горения впрыскиваются раздельно в камеру сгорания с высокой скоростью. Внутри камеры сгорания очень интенсивная внутренняя циркуляция дымовых газов смешивает воздух для горения, топливный газ и продукты сгорания. В этих условиях происходит беспламенное горение при условии, что температура горения внутри топки выше температуры самовоспламенения смеси (например,> 800 ºC при использовании природного газа и воздуха) и коэффициент рециркуляции дымовых газов выше трех.

При беспламенном горении температурный пик фронта пламени отсутствует, что значительно снижает образование NOx по сравнению с обычными горелками. Еще одним дополнительным преимуществом беспламенного сжигания является то, что топливо окисляется по всему объему камеры сгорания, обеспечивая очень однородную температуру топки. При равномерном распределении можно поддерживать более высокую среднюю температуру камеры сгорания, что приводит к сокращению времени нагрева и снижению выбросов CO, поскольку достигается полное сгорание. Кроме того, беспламенное горение приводит к снижению уровня шума и уменьшению термической нагрузки на горелку.

Эта техника включает в себя замену воздуха для горения кислородом (чистота> 90 %), что означает меньшее количество азота, подлежащего нагреву, и уменьшение общего объема выхлопных газов, что приводит к повышению энергоэффективности.

Беспламенное кислородно-топливное горение достигается за счет разбавления путем раздельного впрыска топлива и кислорода с высокой скоростью в топку. Рециркуляция дымовых газов в зоне сжигания приводит к снижению пиковой температуры и образованию термических NO_X. По сравнению с беспламенным кислородно-топливным сжиганием распределение температуры в печи будет более равномерным, что даст возможность увеличить производительность и/или снизить потребление энергии в зависимости от характеристик печи и производственной ситуации.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов NOх.

Снижение выбросов CO.

Снижение энергопотребления.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Беспламенное газокислородное сжигание установлено на двух площадках, принадлежащих Ascométal, в Фос-сюр-Мер (Франция). В общей сложности девять шахтных печей были модернизированы беспламенными кислородно-топливными горелками. В результате теплопроизводительность увеличилась на 50 %, расход топлива сократился на 40 %, а выбросы NOх сократились на 40 %.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость к существующим установкам может быть ограничена конструкцией печи (т. е. объемом печи, пространством для горелок, расстоянием между горелками) и необходимостью замены огнеупорной футеровки.

Применимость может быть ограничена для процессов, где требуется тщательный контроль температуры или температурного профиля (например, перекристаллизация).

Не применимо к печам, работающим при температуре ниже температуры самовоспламенения, необходимой для беспламенного горения, или к печам, оборудованным излучающими трубчатыми горелками.

Экономика

Применение кислородно-топливных горелок требует дополнительной покупки или производства кислорода на месте. Соответственно, беспламенный кислородно-топливный метод часто экономически выгоден только на предприятиях, где кислород доступен по низкой цене.

Достигаются более высокие средние температуры печи, что может привести к сокращению времени нагрева и увеличению производительности.

Движущая сила внедрения

Повышенная производительность.

Энергосбережение.

Общее снижение выбросов NOx.

Примеры предприятий:

Ascométal - печи (в виде нагревательных колодцев) (Фос-сюр-Мер, Франция).

Печи Outokumpu с шагающими балками из нержавеющей стали и цепной передачей (Дегерфорс, Швеция).

SSAB Borlänge (Швеция).

Вестальпинский Гробблех (Австрия).

5.4.3.5. Кислородно-топливное горение

Описание

Воздух для горения полностью или частично заменяется чистым кислородом.

Техническое описание

Повторный нагрев стальных слябов является очень энергоемким процессом, в котором для достижения требуемых высоких температур используется газообразное или жидкое топливо с высокой теплотворной способностью. Когда в процессе горения используется стандартный воздух, большие объемы азота поступают в печи и нагреваются за счет сжигания топлива при высокой температуре, прежде чем выбрасываются в атмосферу, что приводит к значительным потерям энергии и повышенным выбросам NO_X. При использовании кислородно-топливной технологии воздух для горения, состоящий из 78 % азота и 21 % кислорода, заменяется кислородом (чистота ≥ 90 %).

Показаны три стехиометрических уравнения, иллюстрирующих различные случаи сжигания метана при (i) сжигании воздуха, (ii) сжигании чистого кислорода и (iii) смешанном сжигании с 50%-ным обогащением кислородом воздуха для горения.

Нормальное горение на воздухе с O₂ – 21 % и N₂ – 78 %:

CH₄ + 2 (O₂ + 3,76 N₂) → CO₂ + 2H₂O+ 7,52 N₂

100 % кислородное сгорание:

CH₄ + 2O₂ → CO2+ 2H₂O

Сжигание на обогащенном кислородом воздухе с 50 % O₂ и 50 % воздуха:

CH₄ + 2 (O₂ + N₂) → CO₂+ 2H₂O + 2N₂

Удаление азота из процесса горения повышает энергоэффективность печи, поскольку при замене воздуха кислородом конечный объем продуктов сгорания значительно уменьшается (например, всего в три раза по сравнению с объемом используемого топлива при 100%-ном сжигании кислородного топлива). В результате вырабатываемое тепло будет более доступно для нагрева загрузки печи. Этот эффект наглядно проиллюстрирован на рисунке 2.76, где процентное соотношение доступного тепла в печи представлено в зависимости от температуры отходящих газов при различных соотношениях воздух/кислород.

Удаление или уменьшение содержания азота в дымовых газах также приводит к меньшему объему отходящих газов на единицу добавленной энергии (выражается в Нм³ отходящих газов/кВтч) и увеличению концентрации и парциальных давлений CO₂ и H₂O. Тепловое излучение в основном исходит от CO₂ и H₂O, присутствующих в газах горения. Соответственно, высокие концентрации CO₂ и H₂O значительно увеличивают теплопередачу в печи.

В итоге, поскольку объемный расход выхлопных газов значительно меньше в случае сгорания с повышенным содержанием кислорода, тепло отдается исходному материалу более эффективно. Кроме того, переход от сжигания воздуха к сжиганию с повышенным содержанием кислорода часто приводит к снижению температуры выхлопных газов на выходе.

Для использования кислородно-топливной технологии в печах повторного нагрева и термообработки возможно несколько конфигураций, включая следующие:

Кислородно-топливная горелка со 100% кислородом

В этой конфигурации используются кислородно-топливные горелки со 100 % кислородом и без воздуха. Конструкция может варьироваться в зависимости от конкретной ситуации (например, типа используемого топлива и положения горелки). Как и в случае с воздушными горелками, кислородно-топливной горелке может потребоваться контрольная горелка или система стабилизации пламени, чтобы работать при температурах ниже температур самовоспламенения.

Воздействие на выбросы NO_X

Хотя теоретически печь без азота не производит NO_X, в большинстве промышленных печей есть утечки, из-за которых в печь может попадать воздух и в результате образуется NO_X. Для достижения низких выбросов NO_X при использовании кислородно-топливной горелки точки впрыска топлива и кислорода обычно разделены, чтобы снизить концентрацию кислорода (часто ниже 21% O₂) и топлива до начала реакции горения. Высокая скорость впрыска способствует рециркуляции продуктов сгорания в кислород и топливо. Низкая концентрация кислорода и топлива в пламени снижает пиковую температуру пламени и подавляет образование NO_X.

Обогащение кислородом с использованием обычных горелок

Этот метод заключается в добавлении кислорода в воздух горения для увеличения содержания кислорода в воздушном потоке с 21 % примерно до 25–28 %. Обычно можно использовать обычные горелки, используемые для сжигания воздуха, и преимущество заключается в том, что при необходимости очень легко переключаться между режимом “обогащенный кислородом” и обычным режимом работы “на воздушном топливе”. Одним из недостатков является то, что конструкция горелки очень редко предназначена для этой цели и что выбросы NO_Xимеют тенденцию к увеличению.

Внешняя продувка кислородом

Техника внешней продувки кислородом представляет собой специальное применение, разработанное для использования преимуществ кислородно-топливного сжигания в существующих печах без необходимости замены самих горелок. Вместо добавления кислорода в поток воздуха для горения каждой горелки, как это делается при традиционном обогащении кислородом, кислород впрыскивается с высокой скоростью на небольшом расстоянии от горелки, что позволяет кислороду разбавляться дымовыми газами до того, как он примет участие в горении (см. рис. 2.78). Уровень обогащения кислородом могут достигать примерно 30–50 %. При использовании внешней подачи кислорода достигается сгорание, аналогичное сгоранию в беспламенной кислородно-топливной горелке, что приводит к снижению выбросов NO_X.

Для обогащения кислородом и внешней продувки кислородом важно хорошо контролировать поток воздуха, кислорода и топлива, чтобы достичь правильного общего соотношения кислорода и топлива.

Выбор между тремя вариантами кислородного топлива, представленными выше (т. е. горелка со 100 % кислородом, обогащение кислородом или внешняя продувка кислородом), зависит от характеристик и производительности установки. Например, когда требуется дополнительная теплопроизводительность печи, лучшим вариантом может быть использование 100% кислородных горелок. Для печей, оборудованных обычными горелками на воздушном топливе, демонстрирующими хороший КПД, технология внешней продувки может быть лучшим решением для дальнейшего снижения энергопотребления и сокращения выбросов NO_X.

Потенциальные проблемы, которые следует учитывать, это необходимость адаптации системы управления горелкой, или потенциальная необходимость замены выпускного клапана или вентилятора, или внесения корректировок в параметры управления.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение энергопотребления и выбросов CO₂.

Снижение выбросов CO и NO_X.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В целом, при использовании кислородно-топливной технологии достигаются следующие улучшения:

увеличение парциальных давлений CO₂ и H₂O и более длительное время пребывания газов в печи приводят к более высокой теплопередаче за счет излучения газа, сокращению времени нагрева и увеличению производительности.

значительное снижение объемов отработанных дымовых газов и температуры отработавших дымовых газов, что приводит к уменьшению размеров систем снижения выбросов отработанных газов ниже по потоку.

подача кислорода может привести к повышению температуры пламени, и при необходимости ее можно регулировать независимо от работы печи.

замена воздуха в горелке чистым кислородом снижает парциальное давление газообразного азота и может уменьшить образование термических NO_X. Однако, если кислород впрыскивается рядом с горелкой или если в печь поступает значительное количество воздуха, возможны более высокие удельные выбросы NO_X (выраженные в мг/Нм³) из-за более высокой температуры газа. Однако общие массовые выбросы NO_X (выраженные как масса NO_X/тонна произведенной продукции или масса NO_X/израсходованная энергия) снижаются из-за значительного сокращения общего объема выхлопных газов, достигаемого с помощью кислородно-топливной технологии.

снижение удельного энергопотребления.

снижение потребности в системах рекуперации тепла и зависимости от них.

на металлургических заводах полного цикла возрастает потребность в сжигании низкокалорийного топлива (например, топлива с теплотворной способностью ниже 2 кВтч/м3), такого как доменный газ (например, теплотворная способность <1 кВтч/м3). Для таких видов топлива использование кислорода является абсолютным требованием для обеспечения температуры и стабильности пламени.

сокращение выбросов CO₂ по сравнению с печами, работающими на воздушном топливе.

Например, в нагревательных печах SSAB в Борленге используется внешняя подача кислорода. Экономия энергии составила от 1,7 кВтч/м³ до 2,5 кВтч/м³ кислорода в зависимости от производственных условий и печи. В процентном отношении потребление энергии (а также выбросы CO₂) снизились на 5–16 %, в среднем на 10 %.

На заводе Arcelor Mittal Shelby (США), где приведены данные для печи с вращающимся подом, сообщается о первоначальном снижении энергопотребления на 29 % за счет обогащения кислородом. Впоследствии сообщается о потреблении энергии на 65 % в результате кислородно-топливного сжигания в сочетании с беспламенным окислением, а также о снижении выбросов NO_X на 76 % по сравнению с первоначальным методом воздушного топлива.

Кросс-медиа эффекты

Могут наблюдаться более высокие концентрации выбросов NO_X, хотя общие выбросы NO_X снижаются.

Потенциальная угроза безопасности, связанная с использованием чистого кислорода, требует принятия дополнительных мер предосторожности для обеспечения безопасности на рабочем месте.

Принимая во внимание общее воздействие на окружающую среду и общее энергопотребление, необходимо учитывать воздействие на окружающую среду и энергию, потребляемую для производства электроэнергии, используемой при производстве кислорода. Потребность в энергии для производства кислорода различается, если кислород необходимо перевести в газообразное или жидкое состояние. Примерные показатели энергопотребления составляют 278 кВтч/т (0,4 кВтч/Нм³ O₂) для производства газообразного кислорода и 800 кВтч/т (1,14 кВтч/Нм³ O₂) для производства жидкого кислорода. С учетом общей потребляемой энергии, связанной с производством электроэнергии, используемой при выделении кислорода, общее количество может достигать 3,27 кВтч/Нм³ O₂ в зависимости от источника электроэнергии (т. е. установки для сжигания с чистым КПД 35 %).

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена для печей, обрабатывающих высоколегированную сталь. Например, внедрение этой технологии для производства высокопрочной стали на линии нанесения покрытий горячим погружением невозможно из-за связанного с этим окисления поверхности.

Применимость к существующим установкам может быть ограничена конструкцией печи и необходимостью минимального расхода отходящих газов. Действительно, в зависимости от конструкции печи (например, системы вытяжки) может потребоваться минимальный объем/расход дымовых газов для обеспечения правильной работы печи/сжигания и транспортировки дымовых газов через печь и отвод дымовых газов.

Не применяется к печам, оснащенным радиационными трубчатыми горелками

Экономика

Низкие капиталовложения в печь. Если необходимо построить завод по производству кислорода, инвестиционные затраты высоки.

Сжигание кислородного топлива в печи повторного нагрева может привести к увеличению производительности нагреваемого материала (например, слябов/плоской прокатной заготовки). Если установлено сжигание кислородного топлива и достигается более высокая производительность, необходимо обеспечить увеличение производительности также на последующих этапах производства (например, прокатка, черновая обработка, размотка, промежуточный нагрев), чтобы избежать высоких эксплуатационных расходов.

Основными эксплуатационными расходами при сжигании кислородного топлива являются затраты на кислород. Кислородно-топливную технологию можно считать жизнеспособным решением только в том случае, если кислород доступен по низкой цене, что позволяет экономить средства при сравнении цены потребления энергии и топлива с ценой приобретения кислорода.

Кислород высокой чистоты может быть заменен кислородом с чистотой около 90%, что позволяет снизить затраты.

Достигаются более высокие температуры печи, что приводит к сокращению времени процесса и повышению производительности.

Движущая сила для внедрения

Повышение производительности.

Экономия энергии.

Общее сокращение выбросов NO_X.

5.4.3.6. Селективное каталитическое восстановление (СКВ) и селективное некаталитическое восстановление (СНКВ).

Описание

Если выбросы NOx не могут быть эффективно сокращены с помощью первичных мер, может потребоваться очистка дымовых газов.

В настоящее время разработаны две технологии химической очистки дымовых газов от оксидов азота.

селективное каталитическое восстановление оксидов азота аммиаком на сотовых керамических катализаторах (СКВ-технологии) [24];

селективное некаталитическое восстановление оксидов азотов аммиака (СНКВ-технологии) [25].

Техническое описание

Селективное каталитическое восстановление является наиболее эффективным средством снижения выбросов NOх. В состав системы СКВ входят:

1) Каталитический реактор.

2) Система подачи реагента.

Рисунок .18. Схематичное изображение системы СКВ

Каталитическая газоочистка представлена химическими процессами восстановления газом-восстановителем до простейших составляющих. Конечным продуктом реакции являются безопасные компоненты – пары воды, углекислый газ, азот. Восстановительный агент (реагент), инжектируется в поток дымовых газов до катализатора. Вблизи поверхности катализатора происходят с разной степенью интенсивности восстановительные реакции, в результате которых оксиды азота переходят в молекулярный азот. Скорость подачи и расход восстановителя определяются концентрацией NOx на входе и выходе из системы очистки. Инжекция аммиака осуществляется преимущественно вдувом смеси воздуха с предварительно испаренным и подмешанным безводным аммиаком, реже – впрыском водного раствора аммиака непосредственно в поток. Инжекция карбамида осуществляется преимущественно непосредственным впрыском раствора карбамида в поток дымовых газов. Либо предварительной газификацией и разложением карбамида с получением аммиачно-газовой смеси и последующим вдувом.

Эффективность восстановления оксидов азота с использованием 50 % раствора мочевины составляет около 60 %. Выявлено, что процесс испарения раствора мочевины протекает интенсивно, что ускоряет начало разложения мочевины и, соответственно, реакции восстановления оксидов азота. Падение температуры в зоне испарения влаги не превышает 10–25 °С.

Эффективность метода СКВ определяется параметрами:

1) Система сжигания — вид топлива.

2) Состав катализатора.

3) Активность катализатора, его селективность и время действия.

4) Форма катализатора, конфигурация каталитического реактора.

5) Отношение NH3: NO_X и концентрация NO_x.

6) Температура каталитического реактора.

7) Скорость газового потока.

В качестве катализаторов часто используют пятиокись ванадия (V₂O₅) или оксид вольфрама (WO₃) на носителе из оксида титана (TiO₂). Другими возможными катализаторами являются оксид железа и платина. Оптимальная рабочая температура составляет от 300 до 400 °C.

При селективном некаталитическом восстановлении (СНКВ) аналогично СКВ, для сокращения выбросов NOx используется восстановительный агент (обычно аммиак, мочевина или аммиачная вода), но без катализатора и при более высоких температурах в диапазоне 850–1100 °C.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов NOx.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Эффективность очистки в случае использования данного метода – свыше 90 %. В сочетании с технологией сухого подавления позволяет обеспечить соблюдение нижней границы европейских экологических нормативов по NOx (20 мг/Нм³). Наиболее эффективно каталитическое восстановление происходит в области 300–450 ^оС. При более высоких температурах окисление аммиака становится более заметным, что может привести к повышенному выделению NO, а при более низких температурах реакция может протекать не до конца и может выделяться аммиак (так называемый "проскок аммиака").

Большинство катализаторов формируется на основе диоксида титана (TiO₂) и пентоксида ванадия (V₂O₅). Диоксид титана – удобный носитель и не отравляется SO₃. Пентоксид ванадия промотирует реакцию взаимодействия аммиака и оксидов азота и мало чувствителен к действию SOх.

При необходимости восстановить 80 % или более оксидов азота в топочном газе метод СКВ является единственно возможным. Кроме того, метод предполагает совершенствование; его можно успешно сочетать с методами совершенствования системы сжигания для снижения количества оксидов азота.

Данный метод используется на предприятиях Европы, США и Юго-Восточной Азии.

В 2009 году завод LKAB (Швеция) впервые установил систему СКВ.

Кросс-медиа эффекты

Обе техники относятся к сухим методам очистки, что обосновывает отсутствие образования сточных вод. Единственным образующимся отходом (при СКВ) является дезактивированный катализатор, который может быть переработан производителем. Оба метод подразумевает хранение и использование аммиака (не обязательно) в виде жидкого аммиака; мочевина или растворы аммиака также могут быть использованы повторно.

Потребление энергии при использовании СКВ увеличивается, поскольку отходящие газы необходимо повторно нагревать перед поступлением в контакт с катализатором. Кроме того, устройства потребляет электрическую энергию.

СНКВ обходится дешевле, чем СКВ, поскольку не требует использования катализатора, при этом оно может применяться в небольших установках. Но СНКВ не предназначено для установок, которые работают в режиме переменных нагрузок (в связи с риском чрезмерного проскока и сильного запаха аммиака).

Технические соображения, касающиеся применимости

Высокая стоимость установки, сложность интегрирования в технологический процесс.

В Tata Steel IJmuiden техника СКВ применяется как в печах с шагающими балками, так и в толкательных печах, которые ежегодно производят около 5,5 млн тонн горячекатаной стали. Степень снижения NO_X для печи с шагающими балками составляет около 80 %. Из-за высоких температур дымовых газов (на 75 % выше 520 °C) степень восстановления для толкательных печей была бы намного ниже (30 %), поэтому с 2003 года используется комбинация СКВ и СНКВ. Общая скорость восстановления для толкательных печей (СКВ и СНКВ) составляет около 75 %.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов NOx.

Требования экологического законодательства.

5.4.3.7. Снижение образования NOx при травлении смешанными кислотами методом использования Н₂О₂ (или мочевины) в травильных ваннах

Описание:

Подавление NOx путем впрыска перекиси водорода (или мочевины)

Техническое описание

Реакция между пероксидом водорода (H₂O₂) и NO_x происходит в водной фазе, в которой NO_x реагирует с водой с образованием азотистой кислоты (HNO₂). HNO₂ относительно нестабильна и легко разлагается обратно на NO₂, NO и H₂O. В итоге NO_x будет выделен в результате процесса. Однако присутствие H₂O₂ быстро окисляет HNO₂ до более стабильной HNO₃, тем самым предотвращая повторное образование и выброс NO_x.

Ключом к эффективному использованию перекиси водорода для подавления выбросов NO_x путем добавления в травильную ванну является эффективное перемешивание. Когда перекись водорода добавляется к травильному раствору, содержащему как оксиды азота, так и ионы переходных металлов, он либо окисляет NO_x, либо сам подвергается каталитическому разложению в результате реакции с ионами металлов.

Снижение образования NOx путем закачки H₂O₂ в контур рециркуляции

Один из методов эффективного смешивания H₂O₂ и раствора ванны заключается во впрыскивании перекиси водорода в рециркулируемый травильный раствор. Содержимое ванны перекачивается по рециркуляционному контуру со скоростью до десяти смен ванны в час. Перекись водорода (35 %) дозируется в этот контур со скоростью до 1 литра в минуту, в зависимости от соответствующих условий процесса. Проведенные испытания показали, что с помощью данной техники достигается эффективность подавления NOx, превышающая 90%.

Снижение образования NOx за счет впрыска H₂O₂ в травильную ванну через барботажную трубу

Капитальные затраты на новую установку рециркуляционного контура на травильную ванну могут быть высокими. Следовательно, альтернативный метод добавления H₂O₂в травильную ванну заключается в непосредственном впрыскивании H₂O₂ в травильную ванну через раздвоенный барботер, расположенный в травильной ванне. В ванну вставляется простая барботажная труба, сделанная из полипропиленовой трубки диаметром 30 мм с отверстиями 3 мм, просверленными с интервалом 150 мм.

Из-за большого количества нерастворимых отложений, которые накапливаются в ванне для травления, барботажная труба расположена с отверстиями, направленными под углом 45 ° вниз к горизонтали, чтобы минимизировать засорения. Барботажная труба расположена у стального входа в ванну, прямо под движущимся стальным листом, чтобы предотвратить случайное столкновение с листом, а также использовать постоянное движение стального листа в качестве метода эффективного перемешивания H₂O₂в травильную ванну.

Проведенные испытания показали, что с помощью этого метода достигается эффективность подавления NOx, превышающая 90 %.

Преимущества снижения образования NOx перекисью водорода

Перекись водорода превращает NOx в азотную кислоту на месте и, следовательно, снижает потребление азотной кислоты, в некоторых случаях на 20–30 %.

Никаких серьезных изменений в установке не требуется.

Существующий скруббер на основе фтористоводородной кислоты может использоваться без необходимости нейтрализации промывной жидкости, так как образовавшийся слабый раствор плавиковой кислоты можно вернуть в процесс.

Основные достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов NOx.

Применимость

Новые и существующие заводы.

Кросс-медиа эффекты

Снижение расхода кислоты.

Расход перекиси водорода (от 3 до 10 кг/т).

Для турбулентного травления в мелкой ванне необходимая мощность дозы перекиси водорода может резко возрасти. Для крупных травильных установок, где мощность дозы перекиси водорода была бы чрезмерной, другие меры по снижению NOx, например, система СКВ, могут быть более подходящими.

Эксплуатационные данные

Добавление перекиси водорода подавляет образование газообразных выбросов NOx за счет риформинга HNO₃ в травильном баке. Таким образом, можно повторно использовать кислотную часть, что приводит к снижению расхода кислоты до 25 %.

Таблица 5.10. Достижимые уровни выбросов при закачке H₂O₂

№ п/п		Концентрация [мг/Нм³]	Удельные выбросы [г/т продукта]	Коэффициент уменьшения *[%]	Метод анализа
1	2	3	4	5	6
1	NO_x	350 - 600	80 - 300	75 - 85	Хемилюминесценция
2	HF	2 - 7	1 - 1.5	70 - 80	Титрование

Примечание: ^* Скорость снижения представляет собой комбинацию системы впрыска H₂O₂и системы абсорбции выхлопных газов.

Для подавления NOx с использованием добавления мочевины в травильную ванну (плюс газоочиститель) выбросы были достоверно ниже предельного значения NOx, равного 850 мг/Нм³. Повышенное содержание аммиака в сточных водах было снижено за счет аэрации.

Экономика:

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущий фактор внедрения:

Требование законодательства.

5.4.4. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов SO₂ от организованных источников выбросов

5.4.4.1. Десульфуризация и использование топлива с пониженным содержанием серы

Описание

Технологии управления предварительным сжиганием могут включать заменой топлива или десульфуризацию топлива. Поскольку выбросы диоксида серы прямо пропорциональны количеству серы в топливе, переход на топливо с низким содержанием серы является предпочтительным выбором. Замена топлива может не быть альтернативой, если требуются сокращение выбросов SO₂ независимо от содержания серы в топливе.

Техническое описание

Сера в твердом топливе содержится в 3-х формах: колчеданной (в виде железного колчедана (FeS), органической (в виде сероорганических соединений) и сульфатной (сернокислые соли – сульфаты Са SО₄, Nа₂SО₄).

Простейшее обогащение угля – удаление колчеданной серы сепарацией.

В этом методе используется разница в плотности угля и колчеданной серы (rFeS=5 т/м3, rугля=2 т/м³). Для отделения колчеданной и органической серы используется метод гидротермического обессеривания. В этом случае измельченное топливо обрабатывается в автоклавах при температуре 300 °С и давлении 1,7 МПа щелочными растворами КОН, NаОН. Снижение серы в твердом топливе можно осуществить методом газификации или пиролиза твердого топлива. Основное количество серы окажется связанным в коксовом остатке.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов SO₂.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Методы физической очистки обеспечивают удаление до 30% серы. Для углей с большим содержанием пиритной серы это значение может достигать 50%. Степень удаления серы, с помощью химического метода, составляет 66%.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо для новых предприятий, которые в качестве топлива используют уголь.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов SO₂.

5.4.5. НДТ, направленные на сокращение и (или) предотвращение выбросов CO от организованных источников выбросов

5.4.5.1. Абсорбционная очистка газов с использованием медноаммиачных растворов

Описание

Для очистки газов от оксида углерода используют абсорбцию или промывку газа жидким азотом. Абсорбцию проводят также водно-аммиачными растворами закисных солей ацетата, формиата или карбоната меди [48].

Техническое описание

В случае применения медно-аммиачных растворов образуются комплексные медно-аммиачные соединения оксида углерода:

[Cu (NH₃)_m(H₂O)_n]⁺ + xNH₃ + yCO == [Cu(NH₃)_m+x(CO)_y(H₂O)_n]⁺ + Q.

Показано, что наиболее вероятной формой существования одновалетной меди является ион [Cu(NH₃)₂·H₂O]⁺, образующий с СО ион [Cu(NH₃)₂·CO ·H₂O]⁺ с выделение одного моля воды.

Раствор имеет слабощелочной характер, поэтому одновременно поглощается и диоксид углерода:

2NH₄OH + CO₂ == (NH₄)₂CO₃ + H₂O

(NH₄)₂CO₃ + CO₂ + H₂O == 2NH₄HCO₃,

Абсорбционная способность раствора увеличивается с повышением концентрации одновалентной меди, давления СО и уменьшения температуры абсорбции. Соотношение свободных аммиака и диоксида углерода в растворе также влияет на поглотительную способность раствора.

1 - абсорбер; 2 - насос; 3 - водяной холодильник; 4 — аммиачный холодильник 5 - емкость; 6 – десорбер

Рисунок 5.19. Схема установки медно-аммиачной очистки газов [49]

Газ из цеха компрессии под давлением 32 МПа поступает в скрубберы, орошаемые медно-аммиачного раствора.

Состав азотводородной смеси (%): H₂ 70; N₂ 23–26; CO 3–5; CO₂ 1,5-2.

После очистки газ, содержащий не более 40 см³/м³ СО и до 150 см³/м³ CO₂, подается в скрубберы, орошаемые аммиачной водой (на схеме не показан), где он освобождается от остальной CO₂, и затем в цех синтеза NH₃. Регенерацию медно-аммиачного раствора проводят путем снижения Р и нагревания раствора в 6. В результате предварительного дросселирования медно-аммиачного раствора до 0,8 МПа из него удаляются растворенные H₂ и N₂. При дальнейшем дросселировании до 0,1 МПа и нагревании раствора до 45-50 ^оС происходит разложение медноаммиачного комплекса и выделение CO.

Для нагревания отработанного раствора до 60 ^оС служит отходящий регенерированный раствор, а для окончательного нагрева до 80 ^оС - пар. Регенерированный раствор охлаждают последовательно поступающим отработанным раствором, оборотной водой в теплообменнике 3 и испаряющимся жидким NH₃ в холодильнике 4, после чего регенерированный раствор при 10 ^оС направляют на абсорбцию. В случае необходимости проводят окисление Си⁺ продуванием воздуха через регенерированный раствор.

Для разложения углекислого аммония при атмосферном давлении раствор нагревают не выше 80 ^оС. Поскольку при более высокой температуре медноаммиачный комплекс разлагается, для более полной регенерации вторую ее ступень проводят в вакууме.

Чтобы предупредить выделение металлической меди при регенерации аммиачного раствора формиата или ацетата меди, к нему добавляют свежую муравьиную или уксусную кислоту.

Окончательную очистку водорода, идущего на синтез аммиака, от оксида углерода производят промывкой газа жидким азотом при температуре порядка -190 ^оС под давлением 20–25 атм. Этот метод относится к низкотемпературным процессам очистки газов и основан на физической абсорбции CO.

Процесс очистки состоит из трех стадий: предварительного охлаждения и сушки исходных газов; глубокого охлаждения этих газов и частичной конденсации их компонентов; отмывки газов от оксида углерода, метана и кислорода жидким азотом в промывной колонне. Холод, необходимый для создания в установке низких температур, обеспечивается аммиачным холодильным циклом, а также рекуперацией холода обратных потоков азотноводородной фракции и азотного цикла высокого давления.

Характерным для этого процесса является отсутствие стадии десорбции поглощенной примеси из абсорбента: часть испарившегося азота примешивается к водороду и используется в ступени синтеза. Так как промывка ведется чистым абсорбентом, то может быть достигнута любая степень очистки.

Особенность процесса такова, что его можно рассматривать не как абсорбцию, а как ректификацию смеси N₂ - CO в токе инертного газа - водорода.

Имеются данные о равновесии в тройной системе H₂-N₂-CO, анализ которых показывает, что H₂ практически не влияет на растворимость СО в жидком азоте. Поэтому расчет процесса можно проводить по данным для двойной смеси. Полученная по этим данным зависимость растворимости СО в жидком азоте от давления СО над раствором описывается законом Генри.

Минимальный расход азота для промывки 150 м³ газа, содержащего 6 % СО возможен при Р=2-2,6 МПа и равен 12–13 см³.

Температура оказывает очень большое влияние на расход жидкого азота и на высоту колонны.

Расход азота, как и для других процессов физической абсорбции, практически не зависит от концентрации СО и уменьшается почти пропорционально увеличению общего давления.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов СО.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Степень очистки зависит от парциального давления CO над регенерированным раствором и общего давления газа.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов СО.

5.4.5.2. Термическое некаталитическое дожигание СО

Описание

Для окисления оксида углерода используют марганцевые, медно-хромовые и содержащие металлы платиновой группы катализаторы. В зависимости от состава отходящих газов в промышленности применяют различные технологические схемы очистки.

Техническое описание

Суть метода заключается в окислении СО до СО₂ кислородом воздуха:

2СО + О₂ 2СО₂ + Q

Процесс осуществляется в двух вариантах: термическим некаталитическим дожиганием при температуре 900–1000С, и каталитическим дожиганием при температуре 350–400 С.

Схема установок приведена на рисунках ниже.

1 – газоход; 2,3 – патрубок; 4 – запальная свеча; 5 - камера дожигания; 6 – теплообменный утилизатор

Рисунок 5.20. Некаталитическое дожигание СО

1 – газоход; 2 – патрубок; 3 – заслонка; 4 – вентилятор; 5 – заслонка.

Рисунок 5.21. Каталитическое дожигание СО

Действие установки некаталитического дожигания СО заключается в следующем: в газоход подают газы на очистку, сюда же поступают топливо и воздух. С помощью запального устройства газовая смесь поджигается и горит в камере дожигания. Температура газа на выходе из камеры 1100–1200 С, поэтому рационально устанавливать за камерой теплообменники, в которых температура дымовых газов уменьшается до 200–300 С. В случае невозможности термического дожигания используют каталитическое дожигание СО. В этом случае используются аппараты со слоем никелевого или платинового катализатора, нанесенные на оксид алюминия. После предварительного подогрева очищаемого газа до температуры 200–300 С газовая смесь направляется на очистку. Обычно подогревание осуществляют за счет байпаса очищенных газов, а при запуске установки – за счет сжигания определенного количества топлива. На катализаторе процесс идет при температуре 300–350 С. Возможно использование катализатора гопкалит, представляющего собой катализатор на основе MnO₂ с добавлением 20% оксидов меди. Температура процесса около 250 С. Происходящие на катализаторе окислительные реакции экзотермичны, что приводит к сильному разогреву продуктов катализа. Конвертированные газы при температуре до 700°С передают в котел-утилизатор, обеспечивающий производство перегретого до 380°С водяного пара под давлением 4 МПа. Выходящие из котла-утилизатора обезвреженные газы при температуре около 200°С дымососом через дымовую трубу эвакуируют в атмосферу. При обработке 60 тыс. м³/ч отходящих газов расход электроэнергии составляет 500 кВт, производится пара 26,5 т/ч.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов СО.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Благодаря применению катализаторов можно достичь высокой степени очистки газа, достигающей в ряде случаев 99,9 %.

Кросс-медиа эффекты

Наряду с оксидом углерода в зависимости от условий конкретного производства в газах могут содержаться и другие токсичные компоненты: диоксид серы, оксиды азота, механические примеси в виде различных пылей.

Из-за присутствия в составе диоксида серы марганцевый катализатор теряет свою активность в течение 3-4 ч. Предварительное удаление диоксида серы из газов обеспечивает стабильную работу этого катализатора уже при 150-180 °С, а при 220-240 °С достигается степень обезвреживания оксида углерода 90-96 % при объемных скоростях газа 2000 ч'¹. Медно-хромовый катализатор (50 % оксида меди и 10 % оксида хрома) позволяет достичь при 240 °С необходимых степеней конверсии оксида углерода при более высоких объемных скоростях газа (до 20 тыс. ч^|) и большей длительности работы (до 120 ч). Однако при использовании катализаторов этих двух типов степень обезвреживания оксида углерода падает с увеличением объемной скорости обрабатываемых газов, уменьшением температуры процесса и возрастанием содержания оксида углерода в конвертируемых газах, что ограничивает целесообразность применения этих катализаторов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо для новых предприятий и при модернизации действующих.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов СО.

5.4.5.3. Каталитическое дожигание СО

Описание

Процесс очистки газовых смесей с высоким содержанием СО с использованием реакции водяного газа (конверсией с водяным паром), проводимой в присутствии окисных железных катализаторов.

Техническое описание

Процесс очистки газовых смесей с высоким содержанием СО осуществляется с использованием реакции водяного газа (конверсией с водяным паром), проводимой в присутствии окисных железных катализаторов:

CO + Н₂O = CO₂ + Н₂ + 37,5 кДж/моль

Процесс применим для очистки водорода, получаемого конверсией природного газа, кроме того, метод используют для изменения соотношения H₂: CO в синтез-газе, а также для очистки защитной атмосферы, предназначенной для термообработки металлов. Промышленный катализатор конверсии имеет форму таблеток размером 6,4x6,4 или 9,6x9,6 мм. Он содержит от 70 до 85 % Fe₂O₃ и 5–15 % промотора Cr₂O₃. Катализатор относительно устойчив в присутствии сернистых соединений при непродолжительном воздействии капельной влаги; он сохраняет активность вплоть до 600 ^оС. В случае высоких концентраций CO в исходном газе катализатор в контакторе располагают в несколько слоев, причем необходимо предусмотреть меры для отвода тепла между слоями. Схема процесса представлена на рисунке ниже.

1 - конвертор СО первой ступени; 2, 6 - холодильники; 3 - абсорбер CO₂ первой ступени; 4 - нагреватель газа; 5 - конвертор СО второй ступени; 7 - абсорбер CO₂ второй ступени

Рисунок 5.22. Схема установки для очистки газов от оксида углерода реакцией водяного газа

Газовую смесь, образованную в результате конверсии природного газа с паром и содержащую водород, оксид и диоксид углерода, после выхода из реактора конверсии охлаждают добавкой водяного пара до 370 °С и пропускают через конвертор первой ступени (1). Здесь в присутствии катализатора 90–95 % CO превращается в CO₂ с образованием эквивалентного количества водорода. Газ охлаждают в водяном холодильнике (2) до 35–40 °С и извлекают из него диоксид углерода этаноламином. очищенный газ подогревают, добавляют необходимое количество водяного пара, снова подвергают конверсии и очистке от образовавшегося CO₂. С целью получения водорода повышенной чистоты иногда процесс проводят в три ступени. После третьей ступени газ имеет состав: 99,7 % (об.) H₂; 0,02% CO; 0,01% CO₂; О,27% CH₄.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов CO

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Преимущества: отсутствие токсичных отходов, выбрасываемых в природные среды; экономичность; доступность растворителя – воды, относительная простота технологического процесса и применяемых аппаратов.

Недостатки: небольшая поглотительная емкость воды по СО₂, недостаточная чистота выделяемого СО₂

Степень очистки зависит от парциального давления CO над регенерированным раствором и общего давления газа.

Кросс-медиа эффекты

Потребление воды.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов СО.

5.4.5.4. Снижение выбросов СО и проскоков СО путем использования сырьевых материалов и топлива с низким содержанием органического вещества

Описание

Снижение выбросов СО путем использования сырьевых материалов с низким содержанием органического вещества и топлива с низким отношением количества углерода и исключения проскоков СО₂ путем регулирования процесса горения, качества топлива и систем подачи топлива.

Техническое описание

Подбор при возможности сырьевых материалов с пониженным содержанием органических материалов может также снизить выбросы СО. Однако выбор сырьевого материала зависит от типа печи и/или от вида производимой продукции.

Регулирование выбросов СО

При повышении уровня СО в дымовых газах следует в целях безопасности отключить электрофильтры.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов СО

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Наличие выбросов СО может вызвать возгорание в электрофильтрах

Кросс-медиа эффекты

Выбросы пыли могут появиться из-за проскока СО

Технические соображения, касающиеся применимости

Менеджмент регулирования выбросов СО в принципе применим

Экономика

Отсутствуют данные

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.5. НДТ, направленные на предотвращение и снижение сбросов сточных вод

5.5.1. Управление водным балансом при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов

Описание

В данном разделе описаны техники, методы и/или совокупность методов, применяемых для снижения и предотвращения сбросов сточных вод.

Техническое описание

Для охраны водных ресурсов от воздействия сточных вод и управлению их балансом при процессах производства изделий дальнейшего передела черных металлов необходимо выполнение таких мероприятий:

разработка водохозяйственного баланса металлургического предприятия;

внедрение системы оборотного водоснабжения и повторного использования воды в технологическом процессе;

сокращение водопотребления в технологических процессах;

использование локальных систем очистки и обезвреживания сточных вод.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение объемов водопотребления на технологические нужды.

Рациональное использование водных ресурсов.

Снижение количества энергоресурсов, используемых для выдачи сточных вод.

Снижение количества химических реагентов, используемых для дальнейшей очистки сточных вод.

Сокращение объемов или полное исключение сброса сточных вод и концентраций в них загрязняющих веществ.

Снижение биогенной нагрузки на принимающие воды (например, реки, каналы и другие поверхностные водные ресурсы).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Разработка водохозяйственного баланса с целью управления водопотреблением и водоотведением технологических процессов предусматривает:

возможные изменения режима водопотребления и водоотведения, в увязке с водохозяйственным балансом;

предотвращение истощения и загрязнения водоносных горизонтов и поверхностных водных объектов;

рациональную организацию водопользования с минимальным объемом потребления свежей воды в технологических процессах;

возможность рециркуляции, очистки отработанной воды и повторного ее использования;

учет водохозяйственной обстановки на прилегающих территориях с целью выявления уязвимых компонентов (малых рек и ручьев, водно-болотных угодий и др.), зависимости местного населения от местных водных ресурсов.

Система оборотного водоснабжения обеспечивает многократное использование оборотной воды в технологическом процессе. Выбор схем оборотного водоснабжения определяется технологическим процессом, техническими условиями к качеству воды. Это позволяет сократить забор воды из природных источников (забор воды необходим только на подпитку системы), сократить объем или полностью исключить сброс сточных вод.

Повторное (последовательное) использование технической воды заключается в употреблении воды, использованной в одном производственном процессе, на другие технологические нужды. Например, вода, нагретая в процессе охлаждения оборудования компрессорной станции, может использоваться в системе отопления или на промывку оборудования перед ремонтом; ливневые сточные воды могут использоваться в процессах пылеподавления, для полива растений, для мойки дорожной техники и т.д. Техника позволяет сократить забор воды из природных источников на технологические нужды.

Применение водосберегающих или безводных технологий, характеризующихся низким потреблением воды либо ее полным отсутствием, что позволяет сократить забор воды из природных источников на технологические нужды. Например, дозированная подача воды в производство, автоматическое отключение воды при остановке технологического процесса, кроме процессов охлаждения оборудования.

Система раздельного сбора сточных вод заключается в разделении потоков сточных вод по степени и видам загрязнений для проведения локальной очистки оптимальным способом, максимального возврата в процесс очищенной воды; снижения гидравлической нагрузки на очистные сооружения. Техника позволяет сократить объем сброса сточных вод в водные объекты.

Кросс–медиа эффекты

Потребность в дополнительных объемах ресурсов и материалов на организацию системы водооборотного потребления воды.

Затраты на мониторинг качества воды и выявление загрязняющих веществ.

Технические соображения, касающиеся применимости

Представленные методы (конструктивные и технические решения), применимы при технической возможности и экономической целесообразности, могут использоваться как по отдельности, так и в совокупности. Ограничения, связанные с: особенностями технологического процесса; техническими возможностями, конструктивными особенностями производственных объектов; климатическими условиями; качественным составом и объемом сточных вод.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

Рациональное использование водных ресурсов.

Снижение объемов сбросов сточных вод и загрязняющих веществ.

5.5.2. Предотвращение образования сточных вод

Описание

При производстве изделий дальнейшего передела черных металлов, образующиеся сточные воды подлежат очистке, для возможности их повторного использование в замкнутом цикле, или предотвращения попадания загрязняющих веществ в водные экосистемы.

Техническое описание

Сокращение объемов образуемых сточных вод, можно достичь использованием нижеперечисленных методов:

Использование эффективных водооборотных систем;

Повторное использование охлаждающей воды или конденсированного пара для технологических целей; а также условно-чистые сточные воды могут повторно использоваться в системе оборотного промводоснабжения для дальнейшего использования (например, для охлаждения технологического оборудования). Перед этим образующиеся сточные воды охлаждаются (при необходимости) и проходят очистку от примесей.

Применение пылегазоочистных устройств без использования воды;

Использование охлаждения закрытого контура с воздушными охладителями в качестве вторичных теплообменников;

Минимизация слива испарительных охладителей;

Использование раздельной канализации.

Сбор и отвод сточных вод по 2-м технологическим линям - производственные сточные воды и хозяйственно-бытовые сточные воды.

Использование раздельной канализации потоков незагрязненной воды (дождевая вода, неконтактная охлаждающая вода) из потоков технологической воды.

Производственные сточные воды делятся на загрязненные сточные воды и условно-чистые (незагрязненные) сточные воды. Загрязненные сточные воды образуются после использования воды непосредственно в технологических циклах и процессах, условно-чистые сточные воды – после охлаждения элементов технологического оборудования.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение объемов водопотребления.

Снижение количества энергии, используемой для нагнетания воды.

Снижение количества реагентов, используемых для сточных вод.

Снижение объемов сбрасываемых сточных вод и концентрации в них загрязняющих веществ. Теплоемкость процесса, передаваемая в водоприемник.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В таблице 5.11 представлены меры, ориентированные не только на предотвращение и/или сокращение объемов образуемых сточных вод, но и объемов водопользования и, как следствие, снижение нагрузки на окружающую среду в целом. Снижение общего и удельного объемов водопотребления, влечет за собой как следствие снижение количества сточных вод, направляемых после очистки на сброс.

Таблица 5.11. Меры предотвращения и/или сокращения объема сточных вод

№ п/п	Описание	Достигнутые преимущества
1	2	3
1	Отделение сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, от условно чистых, ливневых или иных вод	Сокращения объемов первичного водопотребления и образования сточных вод
2	Создание замкнутых систем водооборота (системы рециркуляции воды), а также использование условно чистых вод, отводимых с поверхностей, в технологических процессах.	Сокращения объемов первичного водопотребления
3	Создание систем сбора и разделения сточных вод, в том числе ливневых и дренажных вод в производственных коллекторах водостока для их обработки и последующего использования	Сокращение образования сточных вод
4	Использование раздельного отвода технологических вод (например, конденсата и охлаждающих вод). При этом необходимо уделять внимание максимально возможному извлечению из сточных вод загрязняющих веществ, возникающих вследствие потерь сырья или продукта, для их последующего использования.	Повышение эффективности систем повторного использования вод
5	Разработка программ производственного экологического контроля, в которых отражается информация о показателях, подлежащих контролю, а также периодичности контроля, которая зависит от специфики предприятия, а также от объема сточных вод, видов и количества загрязнений и требований к качеству их очистки. Контроль качества сбрасываемых сточных вод осуществляют в коллекторе, сборной камере или колодце на выпуске с очистных сооружений.	Оптимизации процесса обработки сточных вод и обеспечения стабильного и бесперебойного функционирования объекта обработки сточных вод
6	Внедрение системы контроля целостности и герметичности оборудования, включая трубопроводные системы и насосные установки, а также возможных мест образования утечек (отстойников и другие узлы обработки вод)	Снижение объемов первичного водопотребления

Кросс-медиа эффекты

Финансовые затраты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Реализация комплексных водооборотных систем возможна при удовлетворении потребностям производства для последующего применения в отношении расхода, температуры, состава и кислотности.

Технологии очистки отходящих газов с использованием воды применяются в случае повышенной влажности очищаемого потока и наличия примесей, в виде кислотного тумана или вязких веществ.

Использование охлаждения закрытого контура с воздушными охладителями в качестве вторичных теплообменников требует больших площадей для установки воздушных охладителей.

Оборотное водоснабжение интегрировано в технологический процесс на большинстве предприятий прокатного производства, к примеру, в ТОО ПФ "KSP Steel", ТОО "Кастинг".

Экономика

На существующих заводах внедрение этих технологий может повлечь высокие инвестиционные расходы.

Движущая сила внедрения

Снижения объемов отводимых сточных вод способствует снижению сточных поступающих на очистку, с использованием установки по обработке сточных вод.

5.5.2.1. Повторное использование и рециркуляция

Описание

Снижение объемов сбрасываемых сточных вод посредством их повторного использования в производственном цикле.

Технологическое описание

Техники и методы повторного использования воды успешно применяются в черной металлургии для сокращения образования жидких отходов, сбрасываемых в составе сточных вод. Снижение объемов сточных вод также иногда оказывается экономически выгодным, так как при снижении объема сбрасываемой сточной воды уменьшается объем отбора пресной воды из природных водных объектов.

В большинстве случаев, процессы переработки и повторного использования, интегрированы в технологические процессы. Переработка предусматривает возврат жидкости в процесс, в котором она была получена.

Воды, которые могут быть использованы после очистки, делятся на:

воды, образующиеся непосредственно в процессе производства (например, реакционная вода, промывочная вода, фильтраты);

сточные воды, образующиеся в результате очистки оборудования (например, во время технического обслуживания, промывки засоров, очистки многоцелевого оборудования в связи сменой продукта).

Повторное использование стоков означает применение воды для другой цели, например стоки поверхностных вод могут использоваться для охлаждения.

Как правило, в циркуляционной системе используются базовые методы очистки или периодически сбрасывается около 10 % циркулирующей жидкости в целях предотвращения накопления в циркуляционной системе взвешенных твердых частиц, металлов и солей. После обработки очищенную воду можно также повторно использовать для охлаждения, увлажнения и в некоторых других процессах. Соли, содержащиеся в очищенной воде, при повторном ее использовании могут создать определенные проблемы, например осаждение кальция в теплообменниках. Данные проблемы могут значительно ограничить повторное использование воды.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов первичного водопользования.

Предотвращение образования сточных вод/сокращение объемов очищенных сточных вод.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Очистка сточных вод с применение определенных методов очистки, способствует повышению эффективности рециркуляции.

Кросс-медиа эффекты

Очистка сточных вод для последующей рециркуляции требует дополнительных затрат энергии и материалов (например, осаждающих агентов, при подготовке охлаждающей воды), которые могут быть достаточно большими, чтобы свести на нет преимущества возможной рециркуляции. Шумовое воздействие от очистного оборудования (градирен).

Технические соображения, касающиеся применимости

Рециркуляция или повторное использование воды может быть ограничено в случаях возможного негативного влияния на качество конечной продукции при использовании компонентов как побочные продукты или соли, а также проводимостью раствора.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Необходимость применения обусловлена следующими факторами:

снижение объемов водопотребления;

предотвращение образования сточных вод;

отсутствие мест для сброса сточных вод, например, ограниченное законодательством или местными условиями;

экономические аспекты (например, из-за снижения платы за использование свежей воды или за счет восстановления продуктов и увеличения выхода продукции).

5.5.3. Применение современных методов очистки сточных вод

Выбор технологических подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на очистку сточных вод, определяется составом сточных вод, особенностями технологического процесса, техническими условиями к качеству воды (в случае оборотного водоснабжения или повторного использования), нормативами допустимого сброса, установленными с учетом качества воды водного объекта — приемника сточных вод.

Для определения оптимального способа минимизации объемов конечных стоков и концентрации в них загрязняющих веществ необходимо принимать во внимание следующие наиболее важные факторы:

процесс, являющийся источником стоков;

объем воды;

загрязняющие вещества и их концентрации;

возможности внутреннего повторного использования;

доступность водных ресурсов.

Необходимость снижения концентрации загрязняющих веществ, таких как металлы, кислотообразующие вещества и твердые частицы, путем очистки конечных сточных вод, сбрасываемых в природные водные объекты, которые не подлежат переработке или повторному использованию, является обязательным условием рационального природопользования. Для этого используются технологии очистки в конце производственного цикла, такие как, химическое осаждение, отстаивание или флотацию и фильтрацию. Как правило, эти методы применяются в комбинации на конечной или центральной установке очистки сточных вод, однако могут быть предприняты меры для осаждения металлов до того, как технологические стоки будут перемешаны с другими сточными водами.

Выбор наиболее подходящего метода очистки или комбинации различных методов осуществляется в каждом конкретном случае с учетом специфических факторов, характерных для каждого производственного объекта. Состав стоков может меняться в зависимости от качества концентрата/сырья и состава последующих отходящих газов, которые прошли очистку во влажных системах. Кроме того, различные источники дозированной подачи материалов или погодные условия, способствующие образованию ливневых стоков, повышают разнообразие типов сточных вод. Зачастую для оптимизации производительности требуется адаптация технологических параметров. Для определения оптимального способа минимизации объемов конечных стоков и концентрации загрязняющих веществ необходимо принимать во внимание следующие факторы:

процесс, являющийся источником сточных вод;

объем образующихся сточных вод;

возможности повторного использования (рециркуляции);

доступность водных ресурсов;

вид и концентрация загрязняющих веществ, физико-химические свойства примесей или их химических соединений, которые могут быть положены в основу метода очистки.

Характеристики, учитываемые при оценке качества вод:

общие показатели: pH, минерализация (сухой остаток), БПК, ХПК, соотношение БПК: ХПК, содержание взвешенных веществ;

неорганические показатели: азотная группа (аммоний-ион, нитраты, нитриты, общий азот), общий фосфор, сульфиды, хлориды, сульфаты, фториды, металлы (Na, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn);

органические показатели: общий органический углерод, ПХДД/ПХДФ.

Выбор технологических подходов, методов, мер и мероприятий, направленных на обработку вод, определяется составом и особенностями сточных вод конкретных возможностей применения. Представленные ниже методы, относятся к методам так называемым "на конце трубы", которые используются в случае, если предотвращение образования сточных вод невозможно или нецелесообразно по разным причинам. Все методы можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические или биохимические. При выборе одного или комбинации методов очистки сточных вод необходимо учитывать характер загрязнения.

5.5.3.1. Отстаивание

Описание

Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными - отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку.

Техническое описание

Суть метода отстаивания состоит в том, что одни примеси оседают на дно, а другие поднимаются на поверхность, это зависит от плотности примеси в сравнении с плотностью воды. Как правило, отстаивание сточных вод в течение 6–24 часов позволяется удалить из сточных вод до 95 % взвешенных веществ. Отстойники бывают горизонтальные и вертикальные. В горизонтальных отстойниках поток сточных вод движется горизонтально, а в вертикальном отстойнике вертикально-снизу вверх. Основными преимуществами горизонтальных отстойников являются: малая глубина, хороший эффект очистки, возможность использования одного сгребающего устройства для нескольких отделений. К недостаткам их относится необходимость применения большего числа отстойников вследствие ограниченной ширины.

1 — подводящий лоток; 2 — полупогружная доска; 3 — скребковая тележка;

4 — отводящий лоток; 5 — жиросборный лоток; 6 — удаление осадка

Рисунок .23. Горизонтальный отстойник

Вертикальные отстойники имеют преимущества по сравнению с горизонтальными; к числу их относятся удобство удаления осадка и меньшая площадь, занимаемая сооружением. Однако они имеют и ряд недостатков, из которых можно отметить: а) большую глубину, что повышает стоимость их строительства, особенно при наличии грунтовых вод; б) ограниченную пропускную способность, так как диаметр их не превышает 9 м. Осадок из вертикальных отстойников удаляют под действием гидростатического давления. Влажность осадка 95 %.

Рисунок .24. Конструкция вертикального отстойника

Преимуществами механического фильтрования являются простота аппаратурного оформления, эффективная очистка от взвешенных частиц. Недостатком механического фильтрования является то, что при механической фильтрации их сточных вод не удаляются растворенные примеси.

Осадок из отстойников удаляется под гидростатическим давлением и с помощью различных механизмов (скребков, насосов, элеваторов и др.).

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение в сбросах взвешенных веществ до 95 %

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В осветлителях достигается снижение концентрации загрязнений на 70 % — по взвешенным веществам и на 15 % — по БПК за счет совмещения процессов осаждения, хлопьеобразования и фильтрации сточной воды через слой взвешенного осадка.

Достигаемый в производственных условиях эффект снижения концентрации взвешенных веществ не превышает 50–60 %.

Кросс-медиа эффекты

Недостатком горизонтальных отстойников является неудовлетворительная надежность работы используемых в них механизмов для сгребания осадка тележечного или цепного типа, особенно в зимний период. Кроме того, горизонтальные отстойники как прямоугольные сооружения при прочих равных условиях имеют более высокий (на 30–40 %) расход железобетона на единицу строительного объема, чем радиальные отстойники.

Недостатком вертикальных первичных отстойников являются простота большая глубина сооружений, что ограничивает их максимальный диаметр - 9 м, а также невысокая эффективность осветления воды (обычно не превышающая 40 % по снятию взвешенных веществ).

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для предприятий, осуществляющих сбросы сточных вод.

Экономика

Основные факторы, влияющие на цену очистных сооружений:

Требования к качеству очищенной воды и качественный состав загрязненных сточных вод

Уровень автоматизации

Производительность очистных сооружений

Движущая сила внедрения

Снижение сбросов взвешенных веществ в сточных водах.

5.5.3.2. Фильтрация

Описание

Фильтрация представляет собой отделение твердых частиц от сточных вод, проходящих через проницаемую среду. Наиболее распространенной фильтрующей средой является песок.

Техническое описание

Как правило, методы фильтрации применяются для выделения твердых частиц из жидкости, а также в качестве последнего этапа осветления в процессе очистки сточных вод. Установка осуществляется между этапами отстаивания и заключительного контроля для удаления твердых частиц размером 0,001–0,02 мкм, оставшихся после предыдущего этапа очистки. Фильтрация может выполняться с использованием самых разных фильтрующих систем в зависимости от типа твердых частиц, подлежащих удалению.

Обычная фильтрующая установка состоит из слоя фильтрующего материала или материалов, через который проходят жидкие стоки. Тонкие частицы, которые не могут пройти через фильтрующую среду, образуют фильтрационный кек, который необходимо постоянно или периодически удалять, например, путем обратной промывки, чтобы исключить значительные перепады давления. При низком уровне перепада давления сточные воды подаются на фильтрацию под действием гравитации.

Песчаные фильтры предназначены для механического удаления взвешенных твердых частиц или полутвердых материалов, например осадков или гидроксидов металлов. Очистка сточных вод путем песчаной фильтрации осуществляется благодаря комбинации эффектов фильтрации, химической сорбции и ассимиляции. Песчаные фильтры иногда используются в качестве сосуда под давлением, заполненного слоями песка, зернистость которого повышается по мере увеличения глубины. Изначально фильтрационный кек может способствовать повышению эффективности фильтрации, особенно в отношении мелких частиц. По истечении некоторого времени фильтрующий песчаный слой необходимо подвергать обратной промывке. Песчаные фильтры зачастую применяются для дополнительной очистки воды, сбрасываемой из замкнутого цикла, или стоков, которые затем могут использоваться в качестве технической воды. Схема устройства стандартного песчаного фильтра приведена на рисунке ниже.

Рисунок .25. Схема песчаного фильтра

Чтобы добиться желаемого результата при удалении очень мелких частиц используется гиперфильтрация или обратный осмос. Гиперфильтрация предусматривает прохождение частиц молекулярной массой приблизительно от 100 до 500 мкм, тогда как ультрафильтрация применяется для частиц размером от 500 до 100 000 мкм.

Стоки проходят через ультрафильтрационную мембрану. Эта мембрана с очень мелкими порами пропускает молекулярные частицы, например, частицы воды, и препятствует проникновению более крупных молекулярных частиц. При использовании мембран очень тонкой очистки можно даже отфильтровывать очень мелкие частицы, такие как ионы металлов. В результате фильтрации с использованием мембраны образуются чистый фильтрат и концентрат, который может потребовать дальнейшей очистки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов в воду, эффективность очистки составляет до 70 %. Возможность регенерации искусственных материалов, использованных в качестве загрузок.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Рабочие условия в режиме фильтрации:

Длительность: 20–120 мин.

Максимальное допустимое трансмембранное давление: 1,5 бар

Рекомендуемое рабочее трансмембранное давление: 0,6–1,2 бар

Удельный поток фильтрата: 50-150 л/(м2 *ч)

Максимальная мутность питающей воды: 200 NTU

Максимальная рабочая температура: ≤ +40 °C

Рабочий диапазон pH :1,0 – 12,0

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для предприятий осуществляющих сбросы сточных вод.

Экономика

Рассчитывается согласно проектно-сметной документации. Экономически выгодно, но требует индивидуального подхода.

Движущая сила для осуществления

Сокращение сбросов в водные объекты.

5.5.3.3. Химическое осаждение

Описание

Под химическим осаждением понимается корректировка значения pH и повышение интенсивности осаждения растворимых металлов, путем добавления реагентов (гидроокись кальция, гидроокись натрия, сернистый натрий) или их сочетания.

Техническое описание

Химическое осаждение сводится к связыванию ионов, подлежащих удалению, в малорастворимые и слабо диссоциированные соединения. Наиболее важным фактором в обеспечении максимальной эффективности удаления металлов является выбор осаждающих реактивов. При выборе реагентов для выделения примесей воды в виде осадков необходимо исходить из значений произведений растворимости образующихся соединений; чем ниже эта величина, тем выше степень очистки воды. Присутствие в воде посторонних солей обычно приводит к возрастанию растворимости образующихся осадков вследствие увеличения ионной силы раствора. Следует отметить, что скорость ионных реакций в водных растворах велика и обычно реакции протекают практически мгновенно.

Корректировка значения pH.

При добавлении в сточные воды реагентов (например, гидроокись кальция, гидроокись натрия, сернистый натрий или их комбинаций) происходит образование нерастворимых соединений с металлом в виде осадка. Так, ионы свинца, хрома (Ш), цинка, кадмия и меди при взаимодействии со щелочью образуют труднорастворимые гидроксиды. Эти нерастворимые соединения могут быть удалены из воды путем фильтрации и седиментации. Добавление коагулянта или флокулянта способствует формированию более крупных хлопьев, которые легче поддаются отделению, и часто используется для повышения производительности системы очистки.

Как показывает опыт, использование реагентов на основе сульфидов может обеспечивать достижение более низких концентраций некоторых металлов. Для удаления сульфидов металлов в щелочной среде используются такие реагенты, как сернистый натрий, гидросульфид натрия и др. Осаждение сульфидов может привести к уменьшению концентраций определенных металлов в очищенных стоках (в зависимости от значения pH и температуры). Сульфиды металлов могут повторно использоваться в процессе плавки. С помощью данного метода можно также эффективно удалять такие металлы, как селен и молибден.

В некоторых случаях осаждение смеси металлов может осуществляться в два этапа: сначала под действием гидроксида, а затем путем осаждения сульфидов. В целях удаления избыточных сульфидов после осаждения допускается добавление сульфата железа.

Поддержание требуемого значения pH в течение всего процесса очистки стоков также имеет первостепенную важность, поскольку некоторые соли металлов нерастворимы только в очень небольшом диапазоне значений pH. При выходе за пределы этого диапазона эффективность удаления металла стремительно снижается. В целях максимальной эффективности удаления металлов процесс очистки следует проводить при различных значениях pH с использованием различных реактивов. Кроме выбора реактива и значения pH, также следует учитывать, что степень растворимости может зависеть от температуры и валентного состояния металла в воде.

В черной металлургии остаточные металлы могут быть эффективно удалены из стоков путем добавления железистых солей, так при осаждении мышьяка образуется арсенат кальция или арсенат железа. Также возможно осаждение арсенитов, однако они в целом обладают лучшей растворимостью и меньшей устойчивостью по сравнению с арсенатами. Сток, содержащий арсенит, как правило, окисляется перед осаждением для обеспечения преобладания арсената.

Осаждение нерастворимых арсенатов железа сопровождается осаждением других металлов, таких как селен, что подразумевает взаимодействие между различными видами металлов и осадком гидроксида железа. Благодаря этому железистые соли обладают высокой эффективностью при удалении примесей, содержащихся в незначительных концентрациях.

Таким образом, достижение минимального содержания каждого металла в рамках одного процесса не представляется возможным, ввиду существующих различиях оптимальных значений pH для осаждения различных металлов.

В таблице 5.12 представлена информация о выборе реагента, условиях протекания реакции для осаждения металлов при очистке сточных вод в металлургической промышленности.

Таблица 5.12. Методы осаждения металлов и их соединений

№ п/п	Металл	Используемый реагент	Образуемое вещество (осадок)	Дополнительные условия
1	2	3	4	5
1	Zn	Ca(OH)₂ (известковое молоко)	Zn (OH)₂	Требуемое значение рН для полного осаждения цинка находится в диапазоне 9–9,2.
2		Na₂CO₃ (карбонат натрия)	ZnСОз·Zn(OH)₂·H₂O	Требуется значительное количество реагента, поэтому рекомендуется проводить двухступенчатую очистку воды от цинка, предусматривающую предварительную нейтрализацию серной кислоты карбонатом натрия с последующим осаждением цинка едким натром.
3		Na₂S (сульфид натрия)	ZnS	Оптимальное значение рН составляет 2,5–3,5
4	Pb	Ca(OH)₂ (известковое молоко)	Pb(OH)₂	Уровень рН = 8,0–9,5. Выше и ниже этих пределов растворимость гидроксида возрастает.
5	Hg	Na₂S (сульфид натрия)	Hg₂S	В реальных сточных водах, содержащих и другие соли, растворимость Hg₂S выше, чем в дистиллированной воде. В результате осаждения образуются коллоидные частицы сульфида ртути, выделение которых из воды производится коагуляцией сульфатом алюминия или железа. Остаточная концентрация ртути после такой очистки не превышает 0,07 мг/дм3
6	As	NaHS (сульфогидрат натрия) Nа₂S (сульфид натрия)	As₂S₃	Зависит от температуры и протекает достаточно медленно при значениях температуры ниже 50-60°C. Трехвалентный мышьяк выпадает в осадок в виде трехвалентного сульфида мышьяка (As2S3), который необходимо отделить от воды при значениях pH ниже 4–5. При повышении значения pH и наличии As₂S₃ существует риск возвращения мышьяка в раствор. Недостатком реакции является образование незначительного количество сульфида мышьяка (As₂S₅).

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение сбросов загрязняющих веществ в воду вместе со сточными водами.

Эффективность очистки сточных вод с помощью химического осаждения главным образом зависит от следующих факторов:

выбор химического осаждающего реактива;

количество добавляемого осаждающего реактива;

эффективность удаления осаждаемого металла;

поддержание необходимого значения pH в течение всего процесса очистки;

использование железистых солей для удаления определенных металлов;

использование флокулянтов или коагулянтов;

изменение состава сточных вод;

присутствие комплексообразующих ионов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

При выборе методов необходимо учитывать специфику производственных процессов. Кроме того, при выборе применяемых методов определенную роль могут играть размер принимающего водного объекта и скорость потока. Уменьшение объемного расхода в пользу более высоких концентраций приводит к сокращению потребления энергии для очистки. Очистка высококонцентрированных сточных вод приведет к образованию стоков с более высокими концентрациями, но с более высокой скоростью восстановления по сравнению с менее концентрированными потоками, что позволит в целом улучшить удаление загрязняющих веществ.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительный расход энергии и сырья, используемого в качестве реагентов. Образование отходов (осадок), которые необходимо утилизировать.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо на новых и действующих установках.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Социально-экономические аспекты. Сокращение сбросов загрязняющих веществ в естественные водные объекты.

5.5.3.4. Адсорбция с применением активированного угля

Описание

Адсорбция — это процесс, при котором твердое вещество используется для удаления растворимого вещества из воды за счет его высокой пористости и развитой поверхности. В данном процессе активированный уголь является твердым веществом.

Техническое описание

Активированный уголь, представляющий собой высокопористое углеродное вещество, обычно используется для удаления органических материалов из сточных вод, а также может применяться для удаления ртути и извлечения драгоценных металлов. Как правило, фильтры на основе активированного угля используются в виде нескольких слоев или картриджей, чтобы проскок материала через один фильтр компенсировался очисткой во втором фильтре. Затем отработанный фильтр заменяется и используется в качестве вторичного фильтра. Эта операция зависит от наличия надлежащего метода определения проскоков через фильтры.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов органических веществ, ртути и драгоценных металлов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

К основным преимущества применения метода абсорбции являются:

хорошая управляемость процессом;

отсутствие образования вторичных загрязнений.

Кросс- медиа эффекты

Дополнительные затраты связанные с необходимостью утилизации отработанного адсорбента. Регенерация активированного угля возможна, однако этот процесс достаточно трудоемкий и в условиях круглосуточно работающих очистных сооружений неудобна. Использование же активированного угля как одноразовой загрузки зачастую экономически нерентабельна.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение сбросов загрязняющих веществ.

Требования экологического законодательства.

5.5.3.5. Нейтрализация кислых стоков

Описание

Очистка сточных вод, содержащих слабые кислоты (стоки сернокислотного производства или различные кислые промывочные воды), с использованием соответствующего реагента (обычно, гидроокиси железа).

Технологическое описание

В большинстве кислых сточных вод содержатся соли тяжелых металлов, которые необходимо выделять. Для этих целей используют реакцию нейтрализации между ионами водорода и гидроксида, приводящая к образованию недиссоциированной воды. В качестве реагентов могут быть использованы NaOH, КОН, Na₂CO₃, NH₄OH, СаСО₃, MgCO₃, доломит (CaCO₃-MgCO₃). Чаще всего применяют гидроксид кальция (известь), ввиду его дешевизны. Известь для нейтрализации вводят в сточную воду в виде гидроксида кальция ("мокрое" дозирование) или в виде сухого порошка ("сухое" дозирование). При нейтрализации сернокислых сточных вод известковым молоком расход извести (по СаО) принимают на 5–10 % выше стехиометрического расчета. В случае нейтрализации воды сухим порошком или известковой пастой доза оксида кальция составляет 140–150 % от стехиометрической, так как взаимодействие между твердой и жидкой фазами происходит медленнее и не до конца. Процесс с использованием извести в качестве реагента иногда называют известкованием. Известкование позволяет попутно переводить в осадок и такие металлы, как цинк, свинец, хром, медь и кадмий. Иногда для нейтрализации применяют карбонаты кальция или магния в виде суспензии. Соду и гидроксиды натрия и калия следует целесообразно использовать, лишь в случае одновременного получения ценных продуктов или если они являются отходами производства, виду их высокой стоимости.

Выбор реагента для нейтрализации кислых вод зависит от вида кислот и их концентрации, а также растворимости солей, образующихся в результате химических реакций.

Различают три вида кислотосодержащих сточных вод:

Сточные воды, содержащие серную и сернистую кислоты. При очистке образуются труднорастворимые кальциевые соли, что снижает скорость реакции между раствором кислоты и твердыми частицами. Большая часть солей выпадают в осадок.

Сточные воды, содержащие сильные кислоты (например, HNO₃). Так как соли этих кислот хорошо растворимы в воде, отсутствует сложность при выборе реагента.

Сточные воды, содержащие слабые кислоты (Н₂СО₃, СН₃СООН). Для очистки в основном используется известковое молоко. Перед смешиванием с известковым молоком сточные воды предварительно очищаются от твердых частиц (песколовка). Вместе с известковым молоком вводится раствор флокулянта. Нейтрализация и хлопьеобразования происходит в контактном резервуаре. Для удаления углекислого газа стоки аэрируются в контактных резервуарах воздухом. При этом образуется осадок более плотной структуры. Для снижения влажности осадка применяют дополнительное отстаивание.

Образовавшийся осадок, содержащие главным образом сульфат кальция (сернокислый кальций), подвергается фильтрации и обезвоживанию, для последующей переработки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов сбрасываемых сточных вод. Снижение объемов водопотребления (возврат осветленных вод в процесс). Снижение концентрации загрязняющих сточных вод в отводимых сточных водах. Производство чистого сернокислого кальция.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Производимый сернокислый кальций содержит более 96 % CaSO₄-2H₂O. Несмотря на сравнительную дешевизну и общедоступность используемых реагентов, следует отметить ряд недостатков, а именно необходимость обязательного устройства усреднителей перед нейтрализацией, трудности регулирования дозы реагента по рН нейтрализованной воды.

Кросс-медиа эффекты

Существенным недостатком метода нейтрализации известью является образование пересыщенного раствора гипса (CaSО₄), что приводит к забиванию трубопроводов и аппаратуры.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для осуществления

Требования экологического законодательства. Экономические выгоды (получение готового для реализации товарного продукта).

5.5.3.6. Окисление

Описание

Окислительный способ очистки применяют для обезвреживания сточных вод, содержащих токсичные и неприятно пахнущие примеси. В процессе окисления токсичные загрязнения в результате химических реакций переходят в менее токсичные, которые удаляют из воды.

Техническое описание

Диоксид хлора эффективно окисляет марганец (II) до марганца (IV) с выпадением в осадок оксида марганца. Поскольку хлорит-анион также реагирует с Mn (II), то вся реакция может быть представлена следующим образом:

2ClO₂ + 5Mn₂⁺ + 6H₂O^-> 5MnO₂ + 12H⁺ + 2Cl^-

Реакция протекает быстро и интенсивно, уже через 5 минут более 99 % оксида марганца может быть удалено фильтрованием. Этой реакции способствует скорее слабощелочная, чем кислая среда.

Диоксид хлора легко окисляет железо (II) в железо (III) с выпадением в осадок гидроксида железа (III). Поскольку хлорит-анион также легко взаимодействует с Fe (II), то вся реакция может быть записана следующим образом:

ClO₂ + 5Fe₂⁺ + 13H₂O ^-> 5Fe(ОH)₃ + Cl^- + 11H⁺

Далее образующийся осадок удаляют методом фильтрования. Этой реакции также способствует нейтральная и слабощелочная среда.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение содержания и уровней токсичности загрязняющих веществ в сточных водах.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Для окисления 1 мг марганца необходимо 2,5 мг диоксида хлора при рН>7. Для окисления 1 мг железа необходимо 1,3 мг диоксида хлора при рН>5.

Кросс-медиа эффекты

Процесс окислительного осаждения Mn (II) "активным хлором" сопровождается образованием осадка, что обусловливает необходимость последующего применения процессов извлечения его отделения из водных растворов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для предприятий, осуществляющих сбросы сточных вод.

Экономика

Рассчитывается согласно проектно-сметной документации.

Движущая сила внедрения

Соблюдение требований экологического законодательства. Социально-экономические аспекты. Сокращение сбросов загрязняющих веществ.

5.5.3.7. Коагуляция, флокуляция

Описание

Данный метод состоит в добавлении реагентов, таких как сульфаты и хлориды алюминия и железа, гидросульфаты и гидроксохлориды алюминия в сочетании реагентов в целях корректировки значения pH и повышения интенсивности осаждения растворимых металлов.

Техническое описание

В качестве коагулянтов используются соли, образованные многозарядными катионами слабых оснований и анионами сильных кислот. В воде указанные соли подвергаются гидролизу с образованием комплексных ионов. Наибольшее распространение получили сульфаты и хлориды алюминия и железа. Образовавшиеся в процессе гидролиза коллоидные золи гидроксидов алюминия и железа коагулируют с образованием агрегатов. Последние вместе с частицами дисперсной фазы сточных вод осаждаются и, таким образом, очищают ее.

Гидролиз коагулянтов является одним из наиболее важных процессов коагуляции. Полнота его протекания влияет как на качество разделения суспензии, так и на расход коагулянта. Решающим фактором, который обеспечивает максимальную эффективность использования коагулянтов при очистке сточных вод, является создание условий для проведения гидролиза в необходимом направлении путем изменения концентрации коагулянта в дисперсной системе, значения рН и ионного состава дисперсной среды. В случае разделения дисперсных систем с отрицательным зарядом дисперсной фазы эти условия должны обеспечить получение положительно заряженных гидроксокомплексов, в случае разделения дисперсных систем с положительным зарядом дисперсной фазы – отрицательно заряженных гидроксокомплесов.

Наряду с сульфатами и хлоридами алюминия и железа в последнее время все более широкое распространение находят коагулянты с повышенной основностью – гидросульфаты и гидроксохлориды алюминия. Преимущества дигидроксосульфата [Al₂(SO₄)₂(OH)₂]·11 Н₂О перед сульфатом алюминия заключается в более широком диапазоне рН, высокой хлопьеобразующей способности. Гидроксокомплексы, образующиеся при гидролизе этого вещества, несут более высокий положительный заряд. Его коррозионная активность значительно ниже, чем у сульфатов алюминия. В настоящее время наибольшее распространение получил пентагидроксохлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl. Характерным отличием этого коагулянта является широкая зона оптимальных значений рН, особенно в кислой области. Коагулянт хорошо работает при разделении дисперсных систем с небольшим содержанием дисперсной фазы, отличается низкой коррозионной активностью.

Для коагуляции дисперсных систем с низким значением рН используют алюминат натрия. При более высоких значениях рН алюминат натрия применяют совместно с сульфатом алюминия.

Высокую эффективность во многих случаях дает применение смесей коагулянтов. При этом обеспечивается значительное расширение области оптимальных значений рН и температуры, хлопья осаждаются равномернее, чем в случае применения отдельных коагулянтов. Известно применение смеси Al₂(SO₄)₃и FeCl₃ в соотношении 1:1.

Флокуляция

Для регулирования устойчивости дисперсных систем в последнее время все шире применяются различные водорастворимые полимеры, весьма малые добавки которых могут радикально изменить стабильность дисперсий. Они широко используются при очистке сточных вод от дисперсных примесей, концентрировании и обезвоживании суспензий, для улучшения фильтрационных характеристик осадков и т.д. В основе всех этих процессов, называемых флокуляцией, лежит изменение степени агрегации дисперсных частиц под влиянием высокомолекулярных соединении (ВМС). В отличие от компактных коагулянтов, образующихся в результате флокуляции, крупные агрегаты (флокулы), обладают значительной рыхлостью. Флокуляция, как правило, процесс необратимый: в этом случае невозможно путем уменьшения содержания в растворе реагента (как это наблюдалось при коагуляции) осуществить пептизацию (редиспергирование) осадка.

Высокомолекулярные флокулянты обычно подразделяются на три группы: неорганические полимеры, вещества природного происхождения и синтетические органические полимеры. Наиболее широкое применение нашел последний класс флокулянтов. Наиболее распространенными флокулянтами являются полиакриламид (ПАА), сополимеры акриламида, акрилонитрила и акрилатов, натриевые соли полиакриловой и полиметакриловой кислот, поли-диметиламиноэтилакрилаты (ПДМАЭА) и др.

Процесс очистки сточных вод коагуляцией и флокуляцией состоит из следующих стадий: приготовление рабочих растворов коагулянтов и флокулянтов, дозирование и смешение реагентов со сточной водой, хлопьеобразование, осаждение хлопьев.

Приготовление рабочих растворов осуществляется в гидравлических или механических смесителях. Концентрация рабочих растворов коагулянтов обычно составляет 3–5 %, иногда до 7 %, концентрация рабочих растворов флокулянтов – до 1 %. После смешения сточной воды с рабочими растворами коагулянтов, которое может осуществляться также в гидравлических или механических смесителях, воду направляют в камеры хлопьеобразования, куда могут добавляться флокулянты для интенсификации данного процесса. Используют перегородчатые, вихревые и с механическими мешалками камеры. Образование хлопьев в камерах происходит медленно – за 10–30 минут. Осаждение хлопьев происходит в отстойниках, осветлителях и других аппаратах, рассмотренных ранее. Иногда стадии смешения, коагулирования и осаждения проводят в одном аппарате.

(1 – емкость для приготовления раствора; 2 – дозатор; 3 – смеситель;

4 – камера образования хлопьев; 5 – отстойник)

Рисунок 5.26. Схема процессов коагуляции и флокуляции

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение содержания загрязняющих веществ в сточных водах.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность удаления металлов, наиболее важным фактором является выбор осадителей. Существуют примеры, демонстрирующие, что использование реагентов на основе сульфидов может обеспечивать достижение более низких концентраций некоторых металлов. Правильное значение pH в течение всего процесса очистки стоков, также имеет первостепенную важность, поскольку некоторые соли металлов нерастворимы только в очень небольшом диапазоне значений pH.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Кросс-медиа эффекты

Увеличение энергопотребления.

Применение добавок.

Образование отходов, подлежащих утилизации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо на новых и действующих установках.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Соблюдение требований экологического законодательства. Социально-экономические аспекты. Сокращение сбросов загрязняющих веществ в естественные водные объекты.

5.5.3.8. Ионный обмен

Описание

Ионообменный процесс, как правило, проходит в колонне, наполненной гранулами ионообменной смолы. Обмен начинается в верхней части колонны и затем проходит через нее, поддерживая тем самым равновесное состояние процесса обмена.

Техническое описание

Ионообменный процесс иногда применяется в качестве заключительного этапа очистки при удалении металлов из технологических сточных вод. С помощью ионного обмена удаляются нежелательные ионы металлов из сточных вод путем их переноса на твердую матрицу при одновременной отдаче равного количества других ионов, имеющихся в структуре ионообменника. Как правило, ионообменный процесс используется при концентрации металлов менее 500 мг/л.

Емкость ионообменника ограничена количеством ионов, имеющихся в структуре ионообменника. Поэтому необходимо проводить регенерацию ионообменника с помощью соляной кислоты или каустической соды.

Ионообменники могут использоваться для удаления определенных металлов из сточных вод. Такой избирательный процесс ионного обмена гораздо более эффективен при очистке стоков от токсических металлов. Кроме того, колонна может обеспечивать очень высокий уровень очистки и эффективность при работе со смешанными стоками.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Возможность очистки до требований ПДК.

Возврат очищенной воды до 95 % в оборот.

Возможность утилизации тяжелых металлов.

Возможность очистки в присутствии эффективных лигандов.

Кросс-медиа эффекты

Необходимо проведения предварительной очистки сточных вод от масел, ПАВ, растворителей, органики. Большой расход реагентов для регенерации ионитов и обработки смол. Необходимость предварительного разделения промывных вод от концентратов. Образование вторичных отходов-элюентов, требующих дополнительной переработки.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для предприятий осуществляющих сбросы сточных вод.

Экономика

Рассчитывается согласно проектно-сметной документации.

Движущая сила внедрения

Сокращение сбросов в водные объекты.

5.5.3.9. Биологическая очистка, аэробная и анаэробная очистки

Описание

Биологическая очистка сточных вод основана на использовании жизнедеятельности микроорганизмов (бактерий). Бактерии очищают за счет окисления органических веществ, находящиеся в загрязненных водах в растворенном состоянии. Биохимическим методом удается освободиться от органических загрязнений, остающихся в воде после механической очистки на 90 % и выше.

Техническое описание

Наиболее эффективным, достаточно простым и доступным является метод биологической очистки. Он основан на природной способности естественных экосистем утилизировать разнообразные неорганические и органические вещества с помощью сообщества микроорганизмов, т.е. активного ила. Данный вид очистки предпочтителен для сточных вод, содержащих органические соединения. При биологической очистке удаляют из сточной жидкости наиболее мелкие взвешенные вещества, оставшиеся после механической очистки. После полной биологической очистки получается незагнивающая жидкость, содержащая растворенный кислород и нитраты.

Биологическую очистку ведут в условиях, близких к естественным или искусственно созданных. Естественная биологическая очистка сточной воды происходит на полях орошения, полях фильтрации и в биологических прудах. Процесс очищения происходит медленно за счет запаса кислорода в воде биологических прудов и в почве, а также в результате деятельности микроорганизмов—минерализаторов, которые окисляют органические загрязнения.

Искусственная биологическая очистка производится на биологических фильтрах, или аэротенках. Очистительные сооружения, в которых очистка вод осуществляется в искусственно контролируемой среде (например, аэротенки и биологические фильтры). В этих установках создаются условия, ускоряющие процесс биоочистки. Осветленную сточную жидкость, получающуюся в процессе очистки, выпускают в водоемы после ее обеззараживания посредствам хлорирования. Для естественной биологической очистки отводят и специально оборудуют поля орошения или поля фильтрации. Очистные станции с биофильтрами сооружают для средних и малых населенных пунктов.

В процессе биологической очистки, так же как механической, получаются большие количества осадка (ила), который направляется в метантенк для сбраживания. Затем осадок обезвоживают, т. е. подсушивают на иловых площадках или искусственными методами (вакуум-фильтрацией, термической сушкой). После обезвоживания сброженный осадок можно использовать как удобрение.

Биологический и биохимический метод

Метод позволяет очистить воду от примесей железа, сероводорода, аммония, марганца, уменьшить жесткость воды, удалить привкусы и цвет, обеззаразить от бактерий.

Метод заключается в переработке загрязнений микроорганизмами активного ила и последующем разъединении прореагировавшей смеси. Механизм процесса состоит из нескольких стадий:

Сорбционное накопление загрязняющих веществ на поверхности биомассы;

Расщепление высокомолекулярных органических веществ за счет внешних ферментативных воздействий до молекул небольших размеров и проникновение их внутрь клетки;

Реакции с внутренними ферментами клетки, сопровождающиеся окислением низкомолекулярных веществ до Н₂О, СО₂ и синтезом новых клеточных веществ.

Анаэробная очистка

Такой процесс очистки ведется при помощи бактерий, которым для жизнедеятельности не требуется кислород. Его принято называть брожением.

Анаэробные процессы необходимы для перевода трудно окисляемых веществ до легко усваиваемых на следующей аэробной зоне. Часть органики подвергается деструкции, а остальная используется на прирост биомассы. Часто такие аппараты проектируются в две ступени. На первой - в цилиндрическую емкость организуется рецикл иловой смеси, для наращивания концентрации биоценоза. Перемешивание организуется мешалками или насосным оборудованием. Вторая оборудована конусным днищем, где происходит накопление осадка. На этой ступени наблюдается доокисление органических веществ, а также осаждение и уплотнение скопления микроорганизмов.

Очистку проводят в метантенках – закрытый резервуар с трубой для отвода биогаза, образующегося в результате брожения. Степень очистки составляет 85%.

Аэробная очистка

Происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила в присутствии кислорода.

При анаэробной очистке сточных вод протекают два процесса – сорбция загрязнений активным илом и их внутриклеточное окисление микроорганизмами.

В ходе аэробной очистки растворенные органокомплексы, а также не осаждающиеся твердые вещества переходят в биомассу активного ила.

В таких сооружениях обычно устанавливается загрузка, на которой непрерывно развиваются прикрепленные аэробно-факультативные микроорганизмы, обеспечивающие совместно с рециркулируемым активным илом деструкцию органических загрязнений. Для протекания биоокислительных процессов и перемешивания сточных вод с активным илом в зоны аэрации блоков биоочистки постоянно должен подаваться сжатый воздух. Очистку проводят в аэротенках и биофильтрах. Степень очистки достигает 99 %.

Достигнутые экологические выгоды

Глубокая очистка сточных вод от наиболее мелких взвешенных веществ.

Сокращение сбросов загрязненных сточных вод в природные водные объекты.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Биологический способ очистки является наиболее эффективным и простым в обслуживании, так как:

очистка от загрязнений осуществляется за счет метаболизма микроорганизмов. Коагулянты и флокулянты для очистки воды в отличие от флотационной очистки не требуются;

данный метод наиболее экономичный. Физико-химические методы очистки требует применение большого количества дорогостоящих реагентов, которые еще к тому же дополнительно загрязняют сточные воды. Также флотатор работает 24 часа и потребляет много эл/энергии;

процесс биологической очистки осуществляется самотеком без дополнительных перекачек;

использование биологической схемы очистки одновременно решает вопрос минерализации образовавшихся осадков и значительно сокращает их объем;

минерализованный дегельминтизированный осадок после биологических очистных сооружений соответствует 4 классу опасности и спокойно вывозится на утилизацию на полигон ТБО. По согласованию с экологическими службами может применяться в качестве с/х удобрения;

степень очистки гораздо выше.

Очистка сточных вод биологическим методом имеет высокую эффективность: КПД автономной системы достигает 99 %, что отвечает требованиям экологического законодательства. Сравнительная характеристика аэробной и анаэробной очистки показана ниже.

Таблица 5.13. Сравнительная характеристика аэробной и анаэробной очистки

№ п/п	Аэробная	Анаэробная
1	2	3
1	Удаление 99 % органических загрязнений, соединений азота и фосфора	Степень очистки – 85 %
2	Требуется кислород	Требуется углекислый газ и нитраты
3	Воздух подается воздуходувками	Бактерии выделяют метан, поэтому необходима система вентиляции
4	Аэробные микроорганизмы на фоне окисления распадаются на углекислый газ, воду и минеральный осадок	Микроорганизмы присутствуют в стоках в малых количествах

Основными преимуществами биологической очистки являются:

удаление широкого спектра загрязняющих веществ – азотных и фосфорных групп, нефтепродуктов, фенолов, СПАВ, соединений во взвешенной, растворенной, коллоидной формах

экологическая безопасность. Сложные вещества используются живой экосистемой как средство питания, при этом они перерабатываются до простых безвредных продуктов, таких как вода, диоксид углерода и т.п.

низкая себестоимость очистки. По сравнению с физико-химической очисткой применение реагентов сводится к минимуму.

использование образующегося в процессе очистки активного ила в качестве удобрений и для рекультивации почв после его обеззараживания. Он содержит большое количество питательных элементов, необходимых для роста и развития растений.

Кросс-медиа эффекты

Очистка сточных вод в основном только от органических загрязнений.

Требуется предварительная очистка от кислот.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо для предприятий, осуществляющих сбросы сточных вод.

Экономика

Низкая себестоимость очистки.

Низкие эксплуатационные затраты.

По сравнению с другими методами очистки применение реагентов сводится к минимуму.

Движущая сила внедрения

Экологическая безопасность.

Требования экологического законодательства.

Социально-экономические аспекты.

Сокращение сбросов загрязняющих веществ в естественные водные объекты.

5.6. НДТ, направленные на управление и сокращение воздействия производственных отходов

5.6.1. Предварительная обработка маслянистой окалины для дальнейшего использования

Описание

Предварительная обработка маслянистой окалины для дальнейшего использования включает такие техники, как: брикетирование (гранулирование), снижение содержания масла в маслянистой окалине путем термической обработки, промывки, флотации.

Техническое описание

При горячей прокатке образуются маслянистые остатки прокатной окалины, которые могут быть использованы либо на агломерационной фабрике, либо в других печах при производстве чугуна и стали, для этого маслянистая окалина предварительно обрабатывается для снижения содержания масла во избежание возгорания в системе очистки отходящих газов и выделения выбросов органических загрязнителей. При использовании в других печах при производстве чугуна и стали маслянистая прокатная окалина сразу загружается в конвертер, при необходимости подвергается предварительной обработке с использованием методов брикетирования или гранулирования перед загрузкой. Для этого в шлам добавляются связующие вещества (например, извести, патоки) и формируются брикеты для загрузки в конвертер.

Промывка для обезжиривания прокатной окалины

Мелкодисперсный шлам смешивается с водой, содержащей моющие реагенты, для получения суспензии, которая загружается в устройство для перемешивания с высоким усилием сдвига. После перемешивания и промывки происходит фазовое разделение обезжиренной прокатной окалины и маслянистой водной эмульсии. Обезжиренная прокатная окалина (содержание масла ≤ 0,2 мас. %) извлекается и высушивается перед использованием на аглофабрике.

Метод флотации для обезжиривания прокатной окалины

Мелкодисперсный шлам кондиционируется с использованием воды и химических реагентов и обезжиривается в процессе трехступенчатой флотации.

Термическая обработка для обезжиривания прокатной окалины

Маслянистая прокатная окалина обезвоживается и термически обезжиривается в печи нагревом при температуре от 450 °C до 470 °C. Продукт представляет собой безмасляный железосодержащий материал с содержанием масла менее 0,1 мас.%.

Термическая обработка во вращающихся печах

После обезвоживания и гомогенизации замасленная прокатная окалина транспортируется винтовым конвейером через нагревательную камеру во вращающуюся печь, где материал непрерывно обрабатывается при температуре от 400 °C до 550 °C. И влага, и масло удаляются термически, а затем сжигаются в камере сгорания. Обезжиренные остатки повторно используются на аглофабрике.

При использовании в доменных печах

Окалина выбрасывается на дно доменной печи через фурму для сжигания шлама. Это очень экономичный способ использования энергии углеводородов и уменьшения оксида железа (окалины) без необходимости в дополнительной печи и без дополнительного загрязнения окружающей среды, но это возможно только для доменных печей, оборудованных сжиганием шлама или отработанного масла. Важно вводить шлам в нижнюю, а не в верхнюю часть печи, чтобы обеспечить сгорание углеводородов, а не только их испарение.

Карбофер

Маслянистый шлам прокатной окалины смешивают с известью и угольной пылью или с углеродсодержащей колошниковой пылью для получения сухой смеси, пригодной для пневматического вдувания в реактор производства чугуна и стали, такой как доменная печь или электродуговая печь. Смесь вводят в сталеплавильную печь либо через выдвижную расходуемую фурму, либо через фурму с боковыми стенками с водяным охлаждением. Впрыскивание смеси Carbofer в шлаковую ванну обеспечивает хорошее вспенивание шлака.

Достигнутые экологические выгоды

Экологические выгоды от внедрения технологий переработки маслосодержащих остатков прокатной окалины:

сокращение используемого сырья, т. е. снижение расхода кокса в доменной печи, или снижение расхода первичного сырья на аглофабрике.

снижение количества отходов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Мощность установки обезжиривания термической вращающейся печи (на одной из интегрированных площадок ArcelorMittal в Европе) составляет 20 000 т/год. Переработанная окалина из вращающейся печи имеет содержание масла ≤ 0,1 мас.%.

Кросс-медиа эффекты

Методы обезжиривания требуют использования флокулянтов и приводят к образованию маслянистых сточных вод или остатков флотации.

Термическая обработка приводит к выбросам в атмосферу и увеличению потребления энергии.

Рециркуляция некоторых остатков может способствовать увеличению выбросов металлов с отходящими газами аглофабрики.

Экономика

Экономическая выгода, полученная за счет уменьшения количества отходов, направляемых на утилизацию;

Инвестиционные, эксплуатационные и эксплуатационные расходы, связанные с установкой оборудования для обезжиривания для переработки замасленной окалины.

Для большинства интегрированных сталелитейных заводов финансовые выгоды от переработки замасленной прокатной окалины перевешивают затраты на эксплуатацию установок по обезжириванию и очистке сточных вод.

Движущая сила внедрения

Снижение затрат за счет уменьшения количества используемого сырья.

Снижение затрат за счет уменьшения количества отходов, отправляемых на утилизацию.

5.6.2. Использование металлолома

Описание

Металлические отходы от механических процессов (например, от обрезки и отделки) повторно используется в производстве чугуна и стали.

Техническое описание

Металлические побочные продукты, в том числе лом, низкосортные металлы, концы обрезков, образующиеся в основном в результате горячей прокатки, обычно относительно чисты и могут быть легко повторно использованы в металлургических процессах (например, в кислородном конвертере).

Достигнутые экологические выгоды

Повышение эффективности повторного использования материалов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

При горячей прокатке количество образующегося металлического лома колеблется от 70 кг/т до 150 кг/т произведенной стали.

Кросс-медиа эффекты

Сокращение отходов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Нет никаких технических ограничений на применение этого метода.

Экономика

Снижение затрат на утилизацию отходов

Движущая сила внедрения

Снижение потребления первичного сырья.

Требования экологического законодательства.

5.6.1. Использование маслосодержащего шлама

Описание

Маслосодержащий шлам может использоваться для получения энергии при его сжигании напрямую, если содержание воды в нем незначительно, либо после процедуры обезвоживания, например, при помощи трикантера.

Техническое описание

Получаемые маслосодержащие шламы могут использоваться в производстве в качестве готового топлива (при возможности и в зависимости от количества содержания механических примесей) а также утилизация или переработка маслосодержащих шламов может быть передана специализирующимся на этих технологиях организациям, имеющим лицензию на переработку данных видов отходов

Достигнутые экологические выгоды

Снижение отходов, требующих утилизации. Экономия сырья.

Повышение энергоэффективности

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Количество сэкономленного сырья равно количеству использованных шламов.

Кросс-медиа эффекты

Шлам содержит значительное количество масла, что может привести к увеличению выбросов некоторых летучих органических соединений.

Технические соображения, касающиеся применимости

Нет технических ограничений на применение этого метода.

Экономика

Экономия сырья

Движущая сила внедрения

Снижение затрат на утилизацию.

Требования экологического законодательства.

5.6.2. Рециклинг металлов и оксидов металлов при сухой очистке отходящих газов

Описание

Повторное использование крупных частиц металлов и оксидов металлов, которые образуются при сухой очистке отходящих газов от механических процессов (например, зачистки или измельчения), селективно выделяют с использованием механических методов (например, сит) или магнитных методов и рециркулируют, например, к производству чугуна и стали.

Техническое описание

Сухие или осушенные оксиды, образующиеся из систем сухой очистки воздуха (например, от рукавных фильтров) на прокатных станах в результате операций шлифования или зачистки можно селективно выделить с помощью магнитной или механической сепарации (сита) и повторно использовать непосредственно в аглофабрике, в доменной печи или на сталелитейном заводе.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение отходов.

Кросс-медиа эффекты

В некоторых случаях оксиды могут содержать масло, требующее предварительной обработки для обезжиривания материала перед переработкой.

Технические соображения, касающиеся применимости

Нет технических ограничений на применение этого метода.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение затрат на утилизацию отходов.

Возврат железосодержащих остатков в производство

5.6.3. Термическая обработка гидроксидного шлама от процесса восстановления смешанной кислоты

Описание

Шлам, образующийся при извлечении смешанной кислоты, подвергается термической обработке для получения материала, богатого фторидом кальция, который можно использовать в конвертерах для обезуглероживания аргоном и кислородом.

Техническое описание

Этот метод заключается в переработке шлама гидроксида, полученного в качестве побочного продукта на линии травления смешанной кислотой из нержавеющей стали, с целью его повторного использования в качестве шлакообразователя в конвертерах AOD из-за его высокого содержания фторида кальция (в качестве заменителя коммерческого порошка — CaF₂).

В установках смешанного кислотного травления травильный осадок образуется после нейтрализации Ca(OH)₂. Обычно такой травильный осадок после фильтр-пресса содержит около 40–50 % CaF2, 5–30 % Ca(OH)2, 20–30 % Fe(OH)₃, 5–9 % Cr(OH)₃, 2–4 % Ni(OH)₂ и 2–4 % SiO₂. С помощью термической обработки во вращающейся печи шлам гидроксида превращается в темный и прочный материал, обозначаемый как Hydrofluss, состоящий в основном из CaF₂, а также оксидов хрома и никеля. Этот продукт является отличной заменой порошка плавикового шпата, обычно используемого в качестве шлакообразователя.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение захоронения гидроксидного шлама.

Сокращение использования плавикового шпата.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Сокращение отходов

Кросс-медиа эффекты

Повышение культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена нехваткой места.

Экономика

Затраты на захоронение гидроксидного шлама составляют около 2 500 евро за тонну. Расход плавикового шпата в линии травления смешанными кислотами обычно выше, чем количество гидроксидного шлама, полученного в линии травления смешанными кислотами, что означает, что можно добиться значительной экономии средств за счет частичной замены плавикового шпата, используемого в конвертерах AOD, переработанным шламом гидроксидов.

Движущая сила внедрения

Сокращение/отказ от захоронения гидроксидного шлама на заводах по травлению смешанными кислотами.

Значительное сокращение количества плавикового шпата.

5.6.4. Переработка пыли от рукавных фильтров

Описание

Пыль от рукавных фильтров, содержащих хлорид аммония и хлорид цинка, собирается и используется повторно, т. е. для производства флюсов.

Техническое описание

Осаждаемая пыль из рукавных фильтров состоит в основном из хлорида аммония и хлорида цинка (флюс). Пыль собирается, упаковывается в мешки и периодически отправляется на переработку производителям флюса.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение отходов, отправляемых на утилизацию.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Повторное использование пыли, содержащей хлорид аммония и хлорид цинка, предпочтительнее по сравнению с утилизацией.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение потребления энергии

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется только при горячем погружении после флюсования.

Применимость может быть ограничена в зависимости от наличия рынка.

Экономика

Экономия достигается за счет снижения затрат на утилизацию отходов.

Движущая сила внедрения

Снижение затрат на утилизацию отходов.

6. Заключение, содержащее выводы по наилучшим доступным техникам

Техники, перечисленные и описанные в настоящем разделе, не носят нормативный характер и не являются исчерпывающими. Могут использоваться другие техники, обеспечивающие достижение уровней эмиссий и технологических показателей, связанных с применением НДТ, при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких НДТ, описанных в заключении по НДТ.

В настоящем заключении по НДТ:

технологические показатели по выбросам в атмосферу выражаются как масса выбросов на объем отходящего газа при стандартных условиях (273,15 K, 101,3 кПа) за вычетом содержания водяного пара, выраженная в мг/нм³;

технологические показатели по сбросам в водные объекты выражаются как масса сброса на объем сточных вод, выраженная в мг/л;

при фактических значениях уровней эмиссий маркерных загрязняющих веществ ниже или в пределах диапазона указанных технологических показателей, связанных с применением НДТ, требования, определенные настоящим разделом, являются соблюденными.

Иные технологические показатели, связанные с применением НДТ, в том числе уровней потребления энергетических, водных и иных ресурсов для соответствующего показателя и (или) отрасли определяются согласно действующим национальным нормативным правовым актам.

Иные технологические показатели, связанные с применением НДТ, выражаются в количестве потребления ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги. Соответственно, установление иных технологических нормативов обусловлено применяемой технологией производства. Кроме того, в результате анализа потребления энергетических, водных и иных (сырьевых) ресурсов, проведенного в разделе "Общая информация", получен вариативный ряд показателей, который зависит от многих факторов: качественные показатели сырья, производительность и эксплуатационные характеристики установки, качественные показатели готовой продукции, климатические особенности регионов и т.д.

Технологические показатели потребления ресурсов должны быть ориентированы на внедрение НДТ, в том числе прогрессивной технологии, повышение уровня организации производства, соответствовать наименьшим значениям (исходя из среднегодового значения потребления соответствующего ресурса), и отражать конструктивные, технологические и организационные мероприятия по экономии и рациональному потреблению.

Таблица 6.1. Периоды усреднения уровней выбросов/сбросов, связанные с НДТ

№ п/п	Периоды	Выбросы	Сбросы
1	2	3	4
1	В среднем за сутки	Среднечасовые и получасовые значения концентраций ЗВ за сутки при непрерывном контроле	Среднее значение за период выборки в течение 24 часов, взятое в качестве средне пропорциональной пробы (или в виде средне пропорциональной по времени пробы, при условии, что демонстрируется достаточная стабильность потока) *
2	Среднее значение за период выборки	Средняя величина трех последовательных измерений, по длительности как минимум 30 минут каждое, если не указано иное **

Примечание:

* Для периодических процессов может использоваться среднее значение полученной величины измерений, взятых за общее время отбора проб или результат измерения, в результате разового отбора проб

** Для переменных потоков может использоваться другая процедура выборки, дающая репрезентативные результаты (например, точечный отбор проб). Для любого параметра, при котором, вследствие ограничений по отбору проб или анализа, 30-минутные измерения не допустимы, применяется соответствующий период отбора проб.

6.1. Общие НДТ

Если не указано иное, заключения по НДТ, представленные в настоящем разделе, являются общеприменимыми.

НДТ для конкретных процессов, указанные в разделах 6.2–6.6 применяются в дополнение к общим НДТ, приведенным в настоящем разделе.

6.1.1. Система экологического менеджмента

НДТ 1.

В целях улучшения общей экологической эффективности НДТ заключается в реализации и поддержании системы экологического менеджмента (СЭМ), которая включает в себя все следующие функции:

заинтересованность и ответственность руководства, включая высшее руководство;

определение экологической политики, которая включает в себя постоянное совершенствование установки (производства) со стороны руководства;

планирование и реализация необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями;

внедрение процедур, в которых особое внимание уделяется:

структуре и ответственности,

подбору кадров,

обучению, осведомленности и компетентности персонала,

коммуникации,

вовлечению сотрудников,

документации,

эффективному контролю технологического процесса,

программам технического обслуживания,

готовности к чрезвычайным ситуациям и ликвидации их последствий,

обеспечению соблюдения экологического законодательства;

проверка производительности и принятие корректирующих мер, при которых особое внимание уделяется:

мониторинг и измерения,

корректирующие и предупреждающие меры,

ведение записей,

независимый (при наличии такой возможности) внутренний или внешний аудит, для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям, ее внедрение и реализация;

анализ СЭМ и ее соответствия современным требованиям, полноценности и эффективности со стороны высшего руководства;

отслеживание разработки экологически более чистых технологий;

анализ возможного влияния на окружающую среду при выводе уставки из эксплуатации, на стадии проектирования нового завода и на протяжении всего срока его эксплуатации;

проведение сравнительного анализа (бенчмарк) по отрасли на регулярной основе.

Разработка и реализация плана мероприятий по неорганизованным выбросам пыли и использование системы управления техническим обслуживанием, которая особенно касается эффективности систем снижения запыленности, также являются частью СЭМ.

Область охвата (например, уровень детализации) и характер СЭМ (например, стандартизованная или не стандартизированная), как правило, связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также уровнем воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

6.1.2. Управление энергопотреблением, энергоэффективность

НДТ 2.

Наилучшей доступной техникой является сокращение потребления тепловой и электрической энергии путем применения одной или комбинации нескольких из перечисленных ниже техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование системы управления эффективным использованием энергии (например, в соответствии со стандартом ISO 50001)	Общеприменимо
2	Применение частотно-регулируемого привода на различном оборудовании (конвейерное, вентиляционное, насосное и т.д.)	Общеприменимо
3	Применение энергосберегающих осветительных приборов	Общеприменимо
4	Применение электродвигателей с высоким классом энергоэффективности	Общеприменимо
5	Организация систем экранов в технологических линия	Общеприменимо
6	Уменьшение трения прокатки	Общеприменимо

6.1.3. Управление технологическими процессами

НДТ 3.

Наилучшей доступной техникой является измерение или оценка всех соответствующих параметров, необходимых для управления процессами из диспетчерских с помощью современных компьютерных систем с целью непрерывной корректировки и оптимизации процессов в режиме реального времени, для обеспечения стабильности и бесперебойности технологических процессов, что повысит энергоэффективность и позволит максимально увеличить производительность и усовершенствовать процессы обслуживания. НДТ заключается в обеспечении стабильной работы процесса с помощью системы управления процессом вместе с использованием одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Автоматизированные системы управления технологическим процессом.	Общеприменимо
2	Автоматизированная оптимизация прокатки	Общеприменимо

6.1.4. Мониторинг выбросов

НДТ 4.

НДТ является проведение мониторинга выбросов маркерных загрязняющих веществ из дымовых труб от основных источников выбросов всех процессов, для которых указаны технологические показатели, связанные с применением НДТ.

Периодичность мониторинга может быть адаптирована, если серия данных четко демонстрирует стабильность процесса очистки.

№ п/п	Параметр	Контроль, относящийся к НДТ:	Минимальная периодичность контроля	Примечание
1	2	3	4	5
1	Пыль	НДТ 9 НДТ 10 НДТ 15 НДТ 16	Непрерывное	Маркерное вещество
2	SO₂	НДТ 11 НДТ 17	Непрерывное	Маркерное вещество
3	NOx	НДТ 12 НДТ 18	Непрерывное	Маркерное вещество
4	HCl	НДТ 14	Непрерывное	Маркерное вещество
5	SO_х	НДТ 14	Непрерывное	Маркерное вещество
6	Летучие органические соединения	НДТ 13	Непрерывное	Маркерное вещество

1) При проведении непрерывных измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными, если оценка результатов измерений показывает, что нижеперечисленные условия соблюдены в календарном году:

a) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

b) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

c) 95 % всех допустимых среднечасовых значений за год не превышают 200 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

При отсутствии непрерывных измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными если результаты каждой серий измерений или иных процедур, определенными в соответствии с правилами, установленными компетентными органами, не превышают пороговые значения выбросов.

2) непрерывный мониторинг проводится посредством автоматизированной системы мониторинга на организованных источниках согласно требованиям, предусмотренным действующим законодательством Республики Казахстан.

6.1.5. Мониторинг сбросов

НДТ 5.

НДТ заключается в проведении мониторинга сбросов маркерных загрязняющих веществ в месте выпуска сточных вод из очистных сооружений в соответствии с национальными и/или международными стандартами, регламентирующими предоставление данных эквивалентного качества.

№ п/п	Параметр	Минимальная периодичность контроля
1	2	3
1	Температура (С⁰)	Непрерывно*
2	Расходомер (м³/час)	Непрерывно*
3	Водородный показатель (ph)	Непрерывное *
4	Электропроводность (мкс -микросименс)	Непрерывное*
5	Мутность (ЕМФ-единицы мутности по формазину на литр)	Непрерывное*
6	Общий органический углерод	В соответствии с программой ПЭК **
7	Химическое потребление кислорода	В соответствии с программой ПЭК **
8	Общий фосфор (P)	В соответствии с программой ПЭК **
9	Нефтепродукты	В соответствии с программой ПЭК **
10	Взвешенные вещества	В соответствии с программой ПЭК **
11	Cd, Cr. Cr (VI), Zn, Pb, Fe, Hg, Ni, Sn	В соответствии с программой ПЭК **

*Выпуски сточных вод, отводимые с объекта I категории, подлежат оснащению автоматизированной системой мониторинга, согласно требованиям, предусмотренным действующим законодательством.

** Необходимость измерений применима для веществ при условии их наличия/образования в технологическом процессе, а также в случае наличия соответствующих средств измерений и аккредитованных организаций в Республике Казахстан.

разовая (точечная, простая) проба – одна проба, взятая из потока сточных вод;

6.1.6. Шум, вибрация

НДТ 6.

В целях снижения уровня шума НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Регулярное техобслуживание оборудования, герметизация и ограждение вызывающих шум технических средств	Общеприменимо
2	Сооружение шумозащитных валов	Общеприменимо
3	Звукоизоляция оборудования и инструментов с помощью глушителей, резонаторов, кожухов	Общеприменимо
4	Акустически рациональные планировочные решения в проектировании зданий, помещений, сооружений	Общеприменимо
5	Ограждение шумного оборудования	Общеприменимо
6	Определение перечня оборудования с превышением норм по генерации шума (в соответствии с отраслевыми нормами)	Общеприменимо
7	Малошумные оборудования	Общеприменимо
8	Закрытие дверей и окон в закрытых помещениях, если это возможно	Общеприменимо
9	Оборудование для контроля шума и вибрации	Общеприменимо

6.2. Выбросы загрязняющих веществ от неорганизованных источников

НДТ 7.

Для предотвращения или, если это практически невозможно, сокращение неорганизованных выбросов пыли в атмосферу НДТ заключается в разработке и реализации плана мероприятий по неорганизованным выбросам, как части системы экологического менеджмента (см. НДТ 1), который включает в себя:

определение наиболее значимых источников неорганизованных выбросов пыли;

определение и реализация соответствующих мер и технических решений для предотвращения и/или сокращения неорганизованных выбросов в течение определенного периода времени.

НДТ 8.

Наилучшей доступной техникой является предотвращение или сокращение неорганизованных выбросов, основанной на проектировании и оптимизации технологических решений, направленных на их исключение, если это возможно, сбор и очистку.

К мерам, применимым для снижения неорганизованных выбросов в технологических процессах производства изделий в линии станов горячей и холодной прокатки, относятся:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование систем загрузки, встроенных в корпуса	общеприменимо
2	Использование герметичных печей/систем подачи сырья, оснащенных системами пылеулавливания, или оснащение эксплуатируемых печей и другого технологического оборудования вытяжными системами	общеприменимо
3	Оптимизация конструкций и методов эксплуатации вытяжных устройств и газоходов с целью улавливания отходящих газов (колпаки/укрытия)	общеприменимо
4	Внедрение вторичных системам отведения газовоздушных потоков	общеприменимо
5	Использование крытых производственных площадок	общеприменимо
6	Использование систем улавливания и очистки отходящих газов, сконструированных с учетом особенностей улавливаемых смесей	общеприменимо
7	Постоянный контроль и поддержание температур в печи на оптимально низком требуемом уровне	общеприменимо
8	Применение вентиляционных систем с вытяжными зонтами для удаления пыли с рабочих мест технологического оборудования	общеприменимо
9	Использование эффективных пылеочистных аппаратов сухого типа	общеприменимо
10	Оснащение камер напыления, применяемых для реализации процесса нанесения изоляционных покрытий, очистными устройствами	общеприменимо

6.3. Выбросы загрязняющих веществ от организованных источников

Представленные ниже техники и достижимые с их помощью уровни эмиссий установлены для источников, оборудованных принудительными системами вентиляции.

6.3.1. Выбросы загрязняющих веществ от организованных источников при холоднокатаном прокате.

6.3.1.1. Выбросы пыли

НДТ 9.

В целях сокращения выбросов пыли при нагреве полуфабриката (холоднокатанной к полосе, профиля и т.д.) после холоднокатаного проката в процессе отжига, а также при нагреве полуфабриката перед нанесением покрытия методом погружения в горячий расплав металлов, НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Описание	Применимость
1	2	3	4
1	Использование топлива с низким содержанием пыли и золы	К топливам с низким содержанием пыли и золы относятся, например, природный газ, сжиженный нефтяной газ, очищенный от пыли доменный газ.	Общеприменимо

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.2

Таблица 6.2. Технологические показатели выбросов пыли при нагреве полуфабриката (холоднокатаной полосы, профиля и т. д.) после холоднокатаного проката в процессе отжига, а также при нагреве полуфабриката перед нанесением покрытия методом погружения в горячий расплав металлов, связанные с НДТ.

№ п/п п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	2-10

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 10.

В целях сокращения выбросов пыли при механической обработке (включая продольную резку, удаление окалины, шлифование, черновую обработку, прокатку, чистовую обработку, выравнивание), зачистка (кроме ручной зачистки), НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Закрытая зачистка (кроме ручной зачистки) в сочетании с отводом воздуха и очисткой отходящих газов	Общеприменимо.
2	Вытяжка воздуха как можно ближе к источнику выбросов	Общеприменимо
3	Циклон	Общеприменимо
4	Электрофильтр	Общеприменимо
5	Рукавный фильтр	Может не применяться в случае отходящих газов с высоким содержанием влаги
6	Мокрый скруббер очистки	Общеприменимо
7	Фильтры с импульсной очисткой	Общеприменимо
8	Керамический и металлический мелкоочистные фильтры	Общеприменимо

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3. Технологические показатели выбросов пыли при механической обработке (включая продольную резку, удаление окалины, шлифование, черновую обработку, прокатку, чистовую обработку, выравнивание), зачистка (кроме ручной зачистки).

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)*
1	2	3
1	Пыль	2-5

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.3.1.2. Выбросы диоксида серы

НДТ 11.

В целях предотвращение или сокращения выбросов SO₂ из отходящих технологических газов при нагреве полуфабриката (холоднокатанной полосы, профиля и т.д.) после холоднокатаного проката в процессе отжига, при нагреве полуфабриката перед нанесением покрытия методом погружения в горячий расплав металлов, НДТ заключается в использовании одной из или комбинации нижеперечисленных техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Десульфуризация и использование топлива с пониженным содержанием серы	Общеприменимо
2	Использование "мокрых" способов очистки (мокрый скруббер)	Применительно для новых установок. Для действующих установок применимость может быть ограничена в случаях: - очень высокие скорости потока отходящего газа (из-за значительного количества образующихся отходов и сточных вод); - в засушливых районах (из-за большого объема воды и необходимости очистки сточных вод); - необходимость масштабной реконструкции централизованной системы очистки газов с выделением отдельных потоков для обессеривания, а также ограниченностью территории (отсутствие производственных площадей для строительства дополнительных крупногабаритных сооружений).

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4. Технологические показатели выбросов SO₂ при нагреве полуфабриката (холоднокатанной полосы, профиля и т. д.) после холоднокатаного проката в процессе отжига, при нагреве полуфабриката перед нанесением покрытия методом погружения в горячий расплав металлов.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³) ^,*
1	2	3
1	SO₂	20-100

* ТП-НДТ не распространяется на установки, использующие 100 % природный газ или 100% электрический нагрев.

** Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.3.1.3. Выбросы окислов азота

НДТ 12.

Для предотвращения и/или снижения выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу при нагреве полуфабриката (холоднокатаной полосы, профиля и т.д.) после холоднокатаном прокате в процессе отжига, при процессе нагрева полуфабриката (холоднокатанной полосы и т.д.) перед нанесением покрытия методом погружения в горячий расплав металлов НДТ является использование одного или комбинации нижеуказанных методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Горелки с низким уровнем выделения оксидов азота (NO_x)	Применимость на существующих заводах может быть ограничена конструктивными и/или эксплуатационными ограничениями.
2	Использование топлива или комбинации топлив с низким содержанием пыли, серы и низким потенциалом образования NO _X	Общеприменимо
3	Кислородно-топливная горелка	Общеприменимо
4	Рециркуляция дымовых газов	Общеприменимо
5	Применение селективного каталитического восстановления (СКВ)	Общеприменимо
6	Применение селективного некаталитического восстановления (СНКВ)	Общеприменимо

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.5., 6.6.

Таблица 6.5. Технологические показатели выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу при нагреве полуфабриката (холоднокатаной к полосе, профиля и т.д.) после холоднокатаного проката в процессе отжига.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³) ^,,**
1	2	3
1	NOx	100–250 100–300*

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки

**При использовании природного газа.

***Другое топливо

Таблица 6.6. Технологические показатели выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу при процессе нагрева полуфабриката (холоднокатаной полосы и т.д.) перед нанесением покрытия методом погружения в горячий расплав металлов.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³) *
1	2	3
1	NOx	100-300

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.3.1.4. Выбросы летучих органических соединений (ЛОС)

НДТ 13.

В целях сокращения выбросов летучих органических соединений в атмосферу при прокатке, влажной очистке, чистовой обработке при холоднокатаном прокате, НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Вытяжка воздуха как можно ближе к источнику выбросов	Общеприменимо
2	Использование демистера и/или сепаратора масляного тумана	Общеприменимо

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.7.

Таблица 6.7. Технологические показатели выбросов летучих органических соединений (ЛОС), при прокатке, влажной очистке, чистовой обработке при холоднокатаном прокате.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	ЛОС	3-8
*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

6.3.1.5. Выбросы кислот

НДТ 14.

В целях снижения выбросов HCl и SO_х в атмосферу в результате травления при холоднокатаном прокате, НДТ заключается в использовании одной из техник, приведенных ниже.

№ п/п	Техника	Применимость
1	2	3
1	Непрерывное травление в закрытых емкостях в сочетании с вытяжкой паров/газов.	Общеприменимо
2	Скруббер мокрой очистки с демистером	Общеприменимо

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.8.

Таблица 6.8. Технологические показатели для выбросов HCl и SO_хв результате травления при холоднокатаном прокате.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³) ^*
1	2	3
1	HCl	2–10 **
2	SOх	1–6 ***

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки

**Применимо только при травлении соляной кислотой

***Применимо только при травлении серной кислотой.

Связанный мониторинг находится в НДТ 4.

6.3.2. Выбросы загрязняющих веществ от организованных источников при производстве горячекатаного проката.

6.3.2.1. Выбросы пыли

НДТ 15.

В целях сокращения выбросов пыли при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т. д.) перед процессом горячекатаного проката, НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Описание	Применимость
1	2	3	4
1	Использование топлива с низким содержанием пыли и золы	К топливам с низким содержанием пыли и золы относятся, например, природный газ, сжиженный нефтяной газ, очищенный от пыли доменный газ.	Общеприменимо

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.9.

Таблица 6.9. Технологические показатели выбросов пыли при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т. д.) перед процессом горячекатаного проката.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^,*
1	2	3
1	Пыль	2-10
Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки. *ТП-НДТ не распространяется на установки, использующие 100% природный газ или 100% электрический нагрев.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 16.

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Закрытая зачистка (кроме ручной зачистки) в сочетании с отводом воздуха и очисткой отходящих газов	Общеприменимо
2	Вытяжка воздуха как можно ближе к источнику выбросов	Может не применяться для сварки в случае низкого уровня пылеобразования, например ниже 50 г/ч.
3	Электрофильтр	Общеприменимо
4	Рукавный фильтр	Может не применяться в случае отходящих газов с высоким содержанием влаги
5	Мокрый скруббер	Общеприменимо
6	Фильтр с импульсной очисткой	Общеприменимо
7	Керамические и металлические мелкоочистительные фильтры	Общеприменимо

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.10.

Таблица 6.10. Технологические показатели выбросов пыли при механической обработке (включая продольную резку, удаление окалины, шлифование, черновую обработку, прокатку, чистовую обработку, выравнивание), зачистка (кроме ручной зачистки).

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	2-5

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.3.2.1. Выбросы диоксида серы

НДТ 17.

В целях предотвращение или сокращения выбросов SO₂ из отходящих технологических газов при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т. д.) перед процессом горячекатаного проката, НДТ заключается в использовании одной из или комбинации нижеперечисленных техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Десульфуризация и использование топлива с пониженным содержанием серы	Общеприменимо
2	Использование "мокрых" способов очистки (мокрый скруббер)	Применительно для новых установок. Для действующих установок применимость может быть ограничена в случаях: - очень высокие скорости потока отходящего газа (из-за значительного количества образующихся отходов и сточных вод); - в засушливых районах (из-за большого объема воды и необходимости очистки сточных вод); - необходимость масштабной реконструкции централизованной системы очистки газов с выделением отдельных потоков для обессеривания, а также ограниченностью территории (отсутствие производственных площадей для строительства дополнительных крупногабаритных сооружений).

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.11.

Таблица 6.11. Технологические показатели выбросов SO₂ при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т. д.) перед процессом горячекатаного проката.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^,*
1	2	3
1	SO₂	50-200

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки

**ТП-НДТ не распространяется на установки, использующие 100% природный газ или 100% электрический нагрев.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.3.2.2 Выбросы окислов азота

НДТ 18.

Для предотвращения и/или снижения выбросов окислов азота (NO_x) в атмосферу при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т. д.) перед процессом горячекатаного проката, НДТ является использование одного или комбинации нижеуказанных методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Горелки с низким уровнем выделения оксидов азота (NO_x)	Применимость на существующих заводах может быть ограничена конструктивными и/или эксплуатационными ограничениями.
2	Использование топлива или комбинации топлив с низким потенциалом образования NO _X	Общеприменимо
3	Кислородно-топливная горелка	Общеприменимо
4	Рециркуляция дымовых газов	Общеприменимо
5	Применение селективного каталитического восстановления (СКВ)	Общеприменимо
6	Применение селективного некаталитического восстановления (СНКВ)	Общеприменимо

Технологические показатели выбросов, связанные с НДТ приведены в таблице 6.12.

Таблица 6.12. Технологические показатели выбросов окислов азота (NOx) в атмосферу при нагреве полуфабриката (слябы, блюмы, круг и т. д.) перед процессом горячекатаного проката.

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³) *
1	2	3
1	NOx **	80–200 ** 100–350***
2	NOx ***	100-350

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки

**При использовании природного газа.

***Другое топливо

**** Для новых установок

*****Для действующих установок

6.4. Управление водопользованием, удаление и очистка сточных вод

НДТ 19.

Наилучшей доступной техникой для удаления и очистки сточных вод является управление водным балансом предприятия. НДТ заключается в использовании одной из или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Внедрение системы оборотного водоснабжения и повторного использования воды в технологическом процессе	Общеприменимо
2	Сокращение водопотребления в технологических процессах	Общеприменимо
3	Использование локальных систем очистки и обезвреживания сточных вод	На действующих установках применимость может быть ограничена конфигурацией существующих систем очистки сточных вод

НДТ 20.

Наилучшей доступной техникой для снижения уровня загрязнения сточных вод веществами, является применение одной или нескольких приведенных ниже техник очистки сточных вод:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Отстаивание	Общеприменимо
2	Фильтрация	Общеприменимо
3	Адсорбция	Общеприменимо
4	Коагуляция, флокуляция	Общеприменимо
5	Химическое осаждение	Общеприменимо
6	Нейтрализация кислых стоков	Общеприменимо
7	Ионный обмен	Общеприменимо
8	Биологическая очистка	Общеприменимо
9	Аэробная и анаэробная очистка	Общеприменимо

Технологические показатели сбросов сточных вод, связанные с НДТ приведены в таблице 6.13.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

Таблица 6.13. Технологические показатели сбросов сточных водах при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов, поступающих в поверхностные водные объекты.

№ п/п	Параметр	Ед. измерения	НДТ-ТП^,,**
1	2	3	4
1	Взвешенные вещества	мг/л	5-30
2	Общий органический углерод	мг/л	10-30
3	Химическое потребление кислорода	мг/л	30-90
4	Нефтепродукты	мг/л	0,5-4
5	Cd	мкг/л	1-5
6	Cr	мг/л	0,01-0,1
7	Cr (VI)	мкг/л	10-50
8	Fe	мг/л	1-5
9	Hg	мкг/л	0,1-0,5
10	Ni	мг/л	0,1-0,5
11	Pb	мкг/л	5-20
12	Sn	мг/л	0,01-0,2
13	Zn	мг/л	0,05-1
14	Общий фосфор	мг/л	0,2-1

*Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки

**Используемые показатели в местах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод

*** В случае наличия /образования загрязняющих веществ в производственном процессе, а также при наличии в Республике Казахстан средств и методов измерений.

Таблица 6.14. Технологические показатели сбросов в пруды-накопители, пруды-испарители при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов

№ п/п	Параметр	Примечание ^,*
1	2	3
1	Нефтепродукты
2	Cd
3	Cr
4	Cr (VI)
5	Fe
6	Hg
7	Ni
8	Pb
9	Sn
10	Zn

* В отношении установления технологических показателей в сбросах в пруды-накопители и пруды -испарители норма не распространяется при условии их соответствия требованиям, применяемым в отношении гидротехнических сооружений с подтверждением отсутствия воздействия на поверхностные и подземные водные ресурсы по результатам мониторинговых исследований за последние 3 года.

** Установление факта негативного воздействия на поверхностные и подземные водные ресурсы свидетельствует о нарушении требований, применяемых к гидротехническим сооружениям. В этом случае количественные показатели эмиссий должны соответствовать действующим санитарно-гигиеническим, экологическим нормативам качества и целевым показателям качества окружающей среды по отношению к местам культурно-бытового водопользования

6.5. Управление отходами

НДТ 21.

Чтобы предотвратить или, если предотвращение невозможно, сократить количество отходов, направляемых на утилизацию, НДТ подразумевают составление и выполнение программы управления отходами в рамках системы экологического менеджмента (см. НДТ 1), который обеспечивает, в порядке приоритетности, предотвращение образования отходов, их подготовку для повторного использования, переработку или иное восстановление.

НДТ 22.

В целях снижения количества отходов НДТ заключается в организации операций на объекте, для облегчения процесса повторного использования технологических полупродуктов или их переработку с помощью использования одной и/или комбинации техник:

№	Техники	Применимость
1	2	3
1	Предварительная обработка маслянистой окалины для дальнейшего использования	Общеприменимо
2	Использование металлолома	Общеприменимо
3	Рециклинг металлов и оксидов металлов при сухой очистке отходящих газов.	Общеприменимо
4	Использование маслосодержащего шлама	Общеприменимо
5	Переработка пыли от рукавных фильтров	Общеприменимо

6.6. Требования по ремедиации

В выбросах прокатных цехов основную часть составляют выбросы от нагревательных печей - оксиды азота и углерода, диоксид серы; от собственно прокатного оборудования и участков обработки - твердые вещества, содержащие оксиды железа, пыль неорганическую.

Величина воздействия деятельности производственных объектов при производстве изделий дальнейшего передела черных металлов на грунтовые и подземные воды зависит от объема водопотребления и водоотведения, эффективности работы очистных сооружений, качественной характеристики сброса сточных воды на поля фильтрации и рельеф местности и в поверхностные водные объекты. Производственные стоки отсутствуют, если только система охлаждающей воды установки не имеет замкнутого контура.

Образующиеся в результате производственных и технологических процессов отходы могут передаваться на утилизацию/переработку сторонним организациям на договорной основе, частично используются для собственных нужд при заполнении выработанного пространства, часть возвращается в производство.

Согласно Экологическому кодексу ремедиация проводится при выявлении факта экологического ущерба:

животному и растительному миру;

подземным и поверхностным водам;

землям и почве;

Таким образом, в результате деятельности предприятий по переделу черных металлов следующие негативные последствия наступают в результате загрязнения атмосферного воздуха и дальнейшего перехода загрязняющих веществ из одного компонента природной среды в другую:

загрязнение земель и почв в результате осаждения загрязняющих веществ из атмосферного воздуха на поверхность почв и дальнейшая их инфильтрация в поверхностные и подземные воды;

воздействие на животный и растительный мир.

При обнаружении фактов экологического ущерба компонентам природной среды по результатам производственного и (или) государственного экологического контроля, причиненного в результате антропогенного воздействия, и при закрытии и (или) ликвидации последствий деятельности, необходимо провести оценку изменения состояния компонентов природной среды в отношении состояния, установленного в базовом отчете или эталонного участка.

Лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должна предпринять соответствующие меры для устранения такого ущерба, чтобы восстановить состояние участка, следуя нормам Экологического кодекса Республики Казахстан (ст. 131–141 Раздела 5) и Методическим рекомендациям по разработке программы ремедиации.

Помимо того, лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должно принять необходимые меры для удаления, сдерживания, или сокращения эмиссий соответствующих загрязняющих веществ, также для контрольного мониторинга в сроки и периодичность, для того чтобы, с учетом их текущего, или будущего утвержденного целевого назначения, участок больше не создавал значительного риска для здоровья человека, и не причинял ущерб от ее деятельности в отношении окружающей среды из-за загрязнения компонентов природной среды.

7. Перспективные техники

Данный раздел содержит информацию о новейших техниках, в отношении которых проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы или осуществляется их опытно-промышленное внедрение.

В процессе подготовки справочника НДТ составители и члены ТРГ проанализировали целый ряд новых технологических, технических и управленческих решений. Это решения, направленные на повышение эффективности производства, сокращение негативного воздействия на окружающую среду, оптимизацию ресурсопотребления. Они еще не получили широкого распространения, и надежными сведениями о внедрении их на двух предприятиях составители справочника не располагают.

Далее в тексте эти решения описаны применительно к производству изделий дальнейшего передела черных металлов.

7.1. Перспективные техники в области "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов".

7.1.1. Производство горячекатаного рулонного проката в линии со станом Стеккеля.

При горячей прокатке малых и средних партий рулонного проката из углеродистых, нержавеющих и специальных марок стали технология Стеккеля является идеальной как для новых цехов, так и для модернизации существующих прокатных станов. Новая конструкция и концепции автоматизации, предлагаемые изготовителями прокатного оборудования, расширяют возможности применения станов Стеккеля и дают возможность значительно снизить затраты на производство горячекатаной полосы.

Основными преимуществами новой конструкции стана Стеккеля являются:

новая конструкция печи закрытого типа с уникальной системой герметизации печи, которая сокращает потери энергии на 30 % и обеспечивает меньшие выбросы в атмосферу цеха;

конструкция печных моталок с регулируемым подвижным сегментом барабана, состоящим из двух частей, обеспечивает отсутствие повреждений при входе полосы в паз барабанной моталки, равномерный нагрев полосы по всей длине, включая концевые участки;

качество поверхности и допустимые отклонения значений температуры, толщины, профиля и плоскостности приближаются к соответствующим показателям непрерывных полосовых станов горячей прокатки;

прокатка стали разных марок для всех видов дальнейшей обработки. В зависимости от потребностей производства можно использовать станы Стеккеля разной конфигурации для прокатки слябов любых размеров – от одноклетевого стана производительностью от 200 до 800 тыс. т/год (с возможностью расширения в виде двухклетевого стана тандем производительностью 1,3 млн т/год) до обычного шестиклетевого стана производительностью более 3 млн т/год.

С учетом использования в качестве исходных заготовок непрерывнолитых слябов и применения станов Стеккеля современная технологическая схема производства горячекатаного листа имеет ряд преимуществ:

получаемые слябы имеют мелкозернистую структуру, которую при обычном процессе прокатки на толстолистовом стане можно получить только после нескольких черновых пропусков;

в нагревательную печь слябы поступают с более высокой температурой, обеспечивая тем самым непрерывный процесс, в 2-3 раза уменьшая длину печи, время нагрева и расход топлива; - заправка подката в первую печь стана Стеккеля производится при температуре на 50 °C – 75 °C выше, чем при прокатке на обычном толстолистовом стане, что позволяет получать более тонкую полосу, а также улучшает механические и геометрические характеристики готового проката.

7.1.2. Непрерывные технологические линии и комплексы бесконечной холодной прокатки полос.

В Японии разработана и установлена на заводе фирмы "Ниппон Стил" в Фукуяме первая в мире линия бесконечной холодной прокатки полос.

Отличительными особенностями технологии обработки металла в этой линии являются следующие:

использование в качестве подката рулонов горячекатаных полос, минуя традиционные непрерывно-травильные агрегаты (НТА);

установка непосредственно в линии новой системы удаления окалины с поверхности горячекатаной полосы. Процесс "Исиклин", разработанный японскими металлургами, удаляет окалину с горячекатаных полос механическим воздействием, создаваемым струей высокого давления 10 МПа в виде пульпы из воды с железистым песком.

Новая система удаления окалины обеспечивает:

экономию как капитальных, так и текущих расходов на 50 %–80 %;

компактность линии удаления окалины;

высокую скорость движения металла в линии;

безопасную работу обслуживающего персонала;

снижение нагрузки на окружающую среду.

Другой комплекс стана бесконечной холодной прокатки, созданный немецкими и корейскими проектировщиками прокатного оборудования, включает:

линию травления турбулентного типа, встроенную в линию стана;

5-клетевой стан холодной прокатки;

непрерывную линию горячего цинкования.

Производительность стана – 1335 тыс. т/год. Стан выпускает прокат толщиной 0,15–2,3 мм и шириной 700–1630 мм в рулонах массой до 45 т, скорость прокатки – до 30 м/с, скорость травления – 4 м/с. Все пять клетей стана шестивалковые, оборудованы устройствами для принудительного изгиба рабочих и промежуточных валков и гидравлическими нажимными устройствами, установленными снизу. Автоматическое регулирование толщины полосы осуществляется по принципу прохождения секундной массы металла. Регулирование плоскостности осуществляется по замкнутому циклу.

Линия травления работает по запатентованной технологии турбулентного травления. Секция химического травления включает четыре ванны, за ней установлена секция из шести промывочных ванн каскадного типа. Технология использует высокую кинетическую энергию травильной кислоты для ее быстрого проникновения к основанию трещин в окалине при оптимальном обмене в пограничном слое между поверхностью полосы и кислотой. Это позволяет добиться максимально возможного сокращения продолжительности травления при высоком качестве поверхности полосы.

Традиционные технологии очистки полосы от окалины, используемые в современных линиях нанесения покрытий (лужения, цинкования и др.), предусматривают кислотное травление. Эти технологии имеют ряд недостатков, а именно:

очистка поверхности происходит в агрессивной среде;

в процессе обработки образуются опасные отходы;

требуется система вытяжной вентиляции;

потери металла за счет агрессивной среды;

необходимость обезвреживания отходов.

В связи с этим представляет интерес линия бескислотной очистки полосы по технологии AFC, базирующейся на следующих новых принципах:

очистка полосы без удаления слоя окалины;

оксидный слой металла химически восстанавливается водородом (H2);

в результате восстановления образуется слой железа, рафинированного от примесей, и водяной пар.

Основные параметры и особенности процесса AFC:

состав газа – 50 %–95 % H2 в N2;

в зависимости от марки стали и режимов протекания химических реакций температура процесса составляет 500 °C – 700 °C;

более высокая температура способствует увеличению кинетики реакций;

турбулизация потока газа способствует увеличению скорости восстановления.

Промышленная агрегатная линия AFC имеет следующие особенности. Поверхность полосы нагревается при помощи горелок прямого действия, причем нагрев происходит в неокислительной атмосфере с целью предотвращения образования окалины. Скорость реакции быстро увеличивается с увеличением температуры. В зависимости от толщины полосы температура процесса находится в диапазоне от 600 °C до 700 °C. Структурные и механические характеристики материала до 700 °C необратимо не меняются.

Техническая характеристика линии AFC:

толщина полосы 1,5–4,0 мм, ширина полосы 610–1500 мм, масса рулона 18 т;

скорость линии 30 м/мин, производительность линии 110 тыс. т/год.

Восстановительная реакция происходит в смеси водорода и азота. Реактор разделен на две зоны, чтобы обеспечить необходимую концентрацию смеси газов в течение всей реакции. При помощи вентиляторов происходит постоянное обновление газовой смеси и одновременное непрерывное удаление газообразных продуктов, образующихся после восстановления (водяной пар). Температура подаваемой газовой смеси 20 °C – 30 °C. Чтобы не произошло повторное окисление из-за контакта с воздухом, температура полосы на выходе из секции охлаждения не должна превышать 150 °C.

Охлаждение полосы до 120 °C происходит в неокислительной атмосфере: секция охлаждения состоит из водяной рубашки и холодильника с изменяемой скоростью охлаждения (до 15 °C/с). Последующее охлаждение происходит в восстановительной атмосфере с содержанием с содержанием 5 % H₂/N_2.

Скруббер удаляет чешуйки восстановленных окислов. При помощи щеток чешуйки измельчаются в порошок, который смывается водой с поверхности полосы. Частицы порошка в среднем имеют достаточные размеры, чтобы их задерживал фильтр с отверстиями 10 мм.

Еще одним примером перспективных технологий в области производства холоднокатаных полос, основанных на совмещении операций травления и холодной прокатки в единую непрерывную линию, является процесс IRAPL (Integrated Rolling Annealing-Pickling Line) совмещения холодной прокатки, отжига и травления полосы из коррозионностойкой стали в одной линии, обеспечивающий суммарное снижение затрат почти на 20 % по сравнению с традиционной технологией.

7.1.3. Производство горячедеформированных бесшовных труб.

Ключевыми тенденциями при совершенствовании существующих, разработке новых технологий производства горячедеформированных труб является автоматизация технологических процессов, внедрение оборудования бесконтактного контроля геометрических параметров, формы и качества поверхности труб в процессе их производства, использование систем планирования, контроля и управления производственными процессами на основе контроля технологических параметров и качественных характеристик производимой продукции.

Ведущими машиностроительными компаниями Европы и России ведутся разработки и представлены на рынке высокопроизводительные двухвалковые прошивные станы винтовой прокатки, в том числе с направляющими приводными дисками, многоклетьевые раскатные непрерывные прокатные станы продольной прокатки труб, многоклетьевые калибровочные станы.

Новые технологии производства горячекатаных труб обеспечивают:

производство труб с более тонкими стенками;

обеспечение более жестких допусков по толщине стенки и диаметру труб;

обеспечение высокого качества наружной и внутренней поверхности труб;

снижение производственных затрат за счет повышения производительности, увеличения выхода годной продукции, повышения стойкости технологического инструмента.

Представляет интерес концепция четырехвалковых станов продольной прокатки – FRT (four roll technology). В основу технологии заложена новая клеть с четырьмя приводными валками, в которой производят редуцирование трубы по внешнему диаметру одновременно с изменением толщины стенки. Основными областями применения новых клетей подобной конструкции при производстве бесшовных труб являются следующие трубопрокатные станы: - калибровочные станы; - редукционно-растяжные станы; - оправкоизвлекатели (в линии непрерывных станов с удерживаемой оправкой). Во всех этих станах клети FRT могут заменить традиционные двухвалковые и хорошо зарекомендовавшие себя трехвалковые клети, так как имеют лучшие технологические характеристики.

В частности, стан с клетями FRT теоретически способен обеспечивать следующие преимущества:

прокатка труб с более жесткими допусками (на внешний диаметр и толщину стенки);

возможность прокатки материалов с более высокими прочностными характеристиками;

минимальный эффект полигонизации внутренней поверхности;

значительное сокращение расходов на технологический инструмент благодаря уменьшенному износу валков. НИТУ "МИСиС" совместно с ОАО "ЭЗТМ" была разработана и внедрена на предприятиях РФ концепция минитрубопрокатных агрегатов на основе станов винтовой прокатки.

Новая перспективная технология производства бесшовных труб включает следующие технологические операции:

раскрой исходных заготовок на мерные длины дисковой пилой;

нанесение сверлением центрирующего углубления на передний торец заготовки в холодном состоянии; - нагрев заготовок в газовой печи с шагающими балками;

прошивку заготовки в двухвалковом стане винтовой прокатки с использованием линеек в качестве направляющего инструмента;

раскатку гильзы в этом же стане на короткой конической оправке;

калибрование полученной черновой трубы по диаметру в трехвалковом стане винтовой - прокатки с одновременной правкой;

контролируемое охлаждение трубы.

Преимуществами разработанной технологии являются: короткие сроки изготовления технологического оборудования, низкая энергоемкость оборудования и технологического процесса в целом, универсальность технологического процесса, малый объем и масса оборудования и технологического инструмента, высокое качество геометрических параметров в связи с использованием станов винтовой прокатки, низкие затраты на технологический инструмент. Представляет интерес технология двойной винтовой прошивки, применяемая при изготовлении труб из малопластичных высоколегированных и коррозионностойких сталей. Согласно этой технологии, при первой прошивке получают толстостенную гильзу, а при последующей прошивке – более тонкостенную. Вторая прошивка необходима для расширения гильзы (значительного подъема наружного диаметра гильзы). Использование двойной прошивки требует установки дополнительного оборудования (еще одного прошивного стана) и, как правило, введения дополнительной технологической операции (подогрева гильзы перед раскатным станом).

В качестве одного из прошивных станов, первого по ходу технологического цикла, может быть использован стан винтовой прокатки с трехвалковой (по типу клети стана Ассела) клетью с перемещаемым прошивным устройством, которая может работать в режиме прошивки и в режиме обкатки непрерывнолитой заготовки (в этом случае прошивное устройство отводится в сторону.

Компания SMS Meer разработала новую технологию INCOAT, обеспечивающую сдерживание начального этапа активного окалинообразования на внутренней поверхности гильз в процессе прошивки заготовок в линии ТПА с непрерывным станом. Данная технология и соответствующее оборудование обеспечивают автоматическое вдувание в процессе прошивки через отверстия в адаптере стержня прошивного стана в полость гильзы порошкового (дезоксидирущего) материала, тем самым предотвращающая образование окалины и обеспечивая точную дозировку технологического материала, а также возможность регулирования толщины создаваемого покрытия на внутренней поверхности гильз. Данная технология позволяет исключить использование отдельной операции обработки внутренней поверхности гильзы дезоксидирующим материалом, тем самым сократить время и уменьшить температуру гильзы при ее транспортировке к непрерывному стану, обеспечить повышение энергоэффективности процесса прокатки, улучшение качества производимой продукции и повышение стойкости технологического инструмента. В США разработана технологическая схема прокатки труб, включающая прошивку заготовки на двухвалковом стане винтовой прокатки и раскатку на двухвалковом стане-элонгаторе с двумя приводными дисками на удерживаемой оправке. Такой тип стана-элонгатора получил название Accy-Roll. Два приводных диска большого диаметра облегчают захват гильзы валками, а также способствуют получению черновых труб точных размеров с очень малыми допусками по внутреннему диаметру и с уменьшенной поперечной разнотолщинностью стенки. На стане Accy-Roll прокатывают трубы с соотношением размеров наружного диаметра и толщины стенки D/S=4–40 высокого качества по наружной поверхности и минимальными потерями на обрезь. Валки стана расположены в горизонтальной плоскости, их оси развернуты на угол раскатки, что улучшает условия деформирования металла, обеспечивает более стабильное положение оправки и, следовательно, раскатку гильз с меньшими допусками по толщине стенки. Использование удерживаемой оправки в стане Ассу-Roll вместо плавающей оправки на стане Дишера значительно расширяет сортамент выпускаемых труб. Для редуцирования предлагается использовать четырехвалковые клети, что позволяет уменьшить разнотолщинность стенки труб и уменьшить количество клетей редукционно-растяжного стана. За рубежом все большее значение при строительстве трубных цехов средней мощности приобретают ТПА с реечным станом, позволяющие получать трубы диаметром до 193 мм, с допуском по толщине стенки в диапазоне 7 %–8 %. В настоящее время в мире эксплуатируется более 30 ТПА с реечными станами.

Процесс раскатки в реечном стане происходит путем проталкивания гильзы на оправке через ряд неприводных клетей с многороликовыми (как правило, трехроликовыми) калибрами, диаметр которых последовательно уменьшается. На ТПА традиционного типа в реечных станах проталкивание гильзы происходило в обоймах из волочильных колец; квадратная катаная заготовка прошивалась на вертикальном прессе в круглую гильзу с дном ("стакан"). Современный способ производства труб в линии ТПА с реечным станом был разработан в Германии. Новый процесс получил наименование СРЕ (Cross Piercing Elongator). По данной схеме круглую непрерывно-литую или катаную заготовку нагревают в кольцевой печи и прошивают в двухвалковом стане винтовой прокатки с приводными дисками. Затем на прессе производят отбортовку переднего конца гильзы, в гильзу вводят длинную оправку, после чего гильзу с оправкой проталкивают в реечном стане через трех- или четырехроликовые калибры, производят обкатку трубы с оправкой с целью последующего извлечения оправки, подогрев и редуцирование (или калибрование) труб на готовый размер. Основным достоинством процесса СРЕ являются высокое качество наружной и внутренней поверхности труб, получение жестких допусков труб по толщине стенки (до ±5…6 %) и диаметру, низкие затраты на технологический инструмент. Производительность трубопрокатного агрегата при этом может достигать 400–500 тыс. тонн в год. По технологической схеме СРЕ работают ТПА на заводах в Румынии, Испании, Германии, США, Австрии и др.

7.1.4. Рекуперация тепла из теплоты отходящего процесса

Описание

Низкопотенциальное тепло отходящих газов нагревательных печей горячей прокатки может использоваться как для технологических нужд, так и для производства тепловой и/или электрической энергии с использованием высокомолекулярных флюидов.

Техническое описание

Общие принципы органического цикла Ренкина.

В обычном цикле Ренкина рабочая жидкость (обычно вода) нагревается в котле до насыщения, водяной пар расширяется через турбину, производя работу, возвращается в жидкое состояние в конденсаторе и закачивается обратно в котел для повторения цикла (ОЦР - органический цикл Ренкина).

В ОЦР в качестве рабочей жидкости вместо воды может использоваться высокомолекулярные органические жидкости. Как правило, в качестве рабочих жидкостей используются силоксаны или углеводороды. Эти жидкости имеют гораздо более низкую температуру кипения, чем вода. Рабочая жидкость испаряется в теплообменнике, используя тепло отходящих дымовых газов. Рабочая жидкость переходит в газообразное состояние и расширяется в турбине, непосредственно подключенной к генератору, для выработки электроэнергии, или через теплообменник передает тепло другой среде для получения тепловой энергии. Рабочая жидкость конденсируется в конденсаторе с водяным охлаждением и перекачивается обратно в теплообменник. ОЦР используется для выработки электроэнергии с использованием источников тепла низкой и средней температуры (например, низкотемпературного тепла), обычно в диапазоне от 80 °C до 350 °C.

Процесс улавливания отходящего тепла и выработки электроэнергии в системе ОЦР показан на рисунке 7.1.

горячие выхлопные газы пропускаются через теплообменник;

в теплообменнике происходит передача тепла от горячих выхлопных газов к органической рабочей жидкости, такой как силиконовое масло (гексаметилдисилоксан), углеводороды или фторсодержащие хладагенты;

горячая рабочая жидкость подается в утилизационный испаритель в системе ОЦР;

рабочее тело кипятится в испарителе ОЦР и подается на расширительную турбину, приводящую в действие электрогенератор;

турбогенератор вырабатывает электроэнергию, которая подается в распределительную сеть завода;

отработанный хладагент конденсируется с использованием заводской воды в качестве теплоотвода и перекачивается обратно в испаритель для повторения цикла;

контроллер управления отслеживает все соответствующие параметры и переменные процесса ОЦР, включая расход, давление, температуру и электрическую мощность, а также управляет насосами с регулируемой скоростью для обеспечения оптимального теплового КПД.

Рисунок 7.1. Принципиальная схема органического цикла Ренкина

Применение технологии ОЦР в нагревательных печах станов горячей прокатки.

На станах горячей прокатки нагревательные печи используются для повторного нагрева заготовок, блюмов или слябов от температуры окружающей среды или приблизительно от 800 °C в случае горячей загрузки до 1250 °C. Наиболее важными типами нагревательных печей являются толкательные печи или печи с шагающими балками. В этих печах от 20 % до 30 % подводимой энергии обычно теряется через потери в стенах и дверях, а также через выхлопные газы. Обычно температура выхлопных газов между рекуператором воздуха для горения и дымовой трубой находится в пределах 250–400 °С.

Первое применение технологии рекуперации тепла ОЦР из нагревательных печей на станах горячей прокатки было начато в апреле 2013 года в Сингапуре. Тепло от выхлопных газов нагревательной печи (при температуре около 400 °C) улавливается через теплообменник в установке ОЦР. Рабочей жидкостью является органическая жидкость (гексаметилдисилоксан). После рекуперации в системе ОЦР температура отработавших газов находится в диапазоне 130–150 °C, прежде чем они будут выброшены в атмосферу через дымовую трубу. В результате нагретая рабочая жидкость переходит в газообразное состояние и расширяется в турбодетандере, который напрямую подключен к генератору для выработки электроэнергии.

Второе применение рекуперации тепла с использованием системы ОЦР для выработки электроэнергии было зарегистрировано на заводе горячей прокатки в Германии для толкающей печи, начиная с 2014 года (Badische Stahlwerke GmbH).

Достигнутые экологические выгоды

Снижение энергопотребления

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

На прокатном заводе NatSteel совокупный объем электроэнергии, выработанной за 37 дней тестирования с использованием системы ORC мощностью 700 кВт, составил 109 390 кВт*ч.

В 2017 году после установки системы ORC на Badische Stahlwerke GmbH было сэкономлено около 60 000 кВтч в год. Тем не менее, ожидалась экономия энергии более чем на 1 400 000 кВтч, но ее не удалось достичь из-за технических проблем станции.

Кросс-медиа эффекты

Повышение культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо только к новым заводам и крупным модернизациям заводов.

Экономика

Замещение части электроэнергии, вырабатываемой на традиционных энергоисточниках.

Движущая сила внедрения

Повышение энергоэффективности

Снижение затрат на выработку тепловой и/или электрической энергии

Перспективные техники нанесения покрытий непрерывным горячим погружением

7.1.5. Струйное осаждение из паровой фазы

Описание

Нанесение покрытия на движущуюся стальную полосу внутри вакуумной камеры путем испарения цинка на сталь с высокой скоростью.

Техническое описание

Обычными промышленными процессами нанесения цинкового покрытия на стальные листы являются процессы горячего погружения и электроцинкования. Струйное осаждение из паровой фазы - это новый процесс нанесения покрытий, при котором покрытие осуществляется путем термического испарения цинка в вакууме. Струйное осаждение из паровой фазы — это новая технология, находящаяся в стадии постоянного развития, которая на момент написания этого документа не способна заменить совершенно более традиционные процессы нанесения покрытий.

После обезжиривания и отжига стальная полоса транспортируется в зону цинкового покрытия установки струйного осаждения из паровой фазы. Шлюз на входе в вакуумную зону позволяет стальной ленте попадать в атмосферу под вакуумом. После небольшого повторного нагрева полоса транспортируется в зону цинкового покрытия установки струйного осаждения из паровой фазы, где цинк испаряется на полосу с помощью передвижного воздуходувного устройства. Цинк конденсируется на холодной ленте и затвердевает. То затем полоса с покрытием проходит через выходной затвор (аналогичный входному), возвращая ее к нормальному атмосферному давлению.

Достигнутые экологические выгоды

Оценка жизненного цикла, оценивающая воздействие процесса струйного осаждения паровой фазы в целом на окружающую среду, включая нанесение покрытия, фазу использования продуктов, отходы и их утилизацию, показала более высокий выход и более низкое энергопотребление по сравнению с другими методами нанесения покрытий.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На ArcelorMittal Kessales чистый цинк (99,9 %) поставляется в слитках. Он нагревается до 420 °C (температура плавления цинка) и всасывается в испаритель. Мощность печи для плавки цинка составляет 40 тонн. Стальная полоса перемещается по линии с максимальной скоростью 180 м/мин.

У этой новой технологии есть множество преимуществ, в том числе:

исключительно равномерное покрытие стального листа;

отличная адгезия покрытия, независимо от марки стали, и предотвращение того, чтобы сверхпрочная сталь становилась более хрупкой под воздействием водорода.;

работа в вакууме позволяет снизить температуру испарения, а также создает "чистую" среду, которая устраняет риск окисления цинка и стали;

очень гибкий технологический процесс благодаря возможности получения покрытий различной толщины (одно сторона против другой) и для нанесения покрытия на различные поверхности независимо от их химического состава.

очень высокий выход цинка, в основном исключающий потери окалины.

Кросс-медиа эффекты

Повышение культуры производства.

Технические соображения, касающиеся применимости

Никакой информации не предоставлено.

Экономика

Заявленная стоимость установки совершенно новой линии по производству струйного осаждения из паровой фазы в ArcelorMittal Кессалес составляет более 60 миллионов евро.

Движущая сила внедрения

Экономия энергии и выход цинка.

Повышенная эффективность операций по нанесению цинкового покрытия.

Примеры заводов

АрселорМиттал Кессалес (Бельгия).

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

Справочник подготовлен в соответствии со статьей 113 Экологического Кодекса.

Разработка справочника по НДТ проводилась группой независимых экспертов, представленной технологами, экологами, специалистами по энергоэффективности и экспертом по экономике. Состав группы независимых экспертов сформирован рабочей группой по отбору экспертов и (или) научно-исследовательских институтов и (или) высших учебных заведений для разработки разделов проектов Справочников по наилучшим доступным техникам, созданной приказом Председателя Правления Центра.

Подготовка настоящего справочника осуществлялась при участии ТРГ, созданной приказом Председателя Правления Центра. В состав ТРГ вошли представители субъектов промышленности по соответствующим области применения Справочника по НДТ отраслям, государственные органы в области промышленной безопасности и санитарно-эпидемиологического благополучия населения, научные и проектные организации, экологические и отраслевые ассоциации.

На первом этапе разработки справочника проведен комплексный технологический аудит (КТА) - экспертная оценка текущего состояния предприятий по производству изделий дальнейшего передела черных металлов, которая позволила определить эффективность управления производством, применяемые средства автоматизации, анализ технологических возможностей, и степень воздействия предприятий на окружающую среду.

Оценка соответствия технологий, реализованных на предприятиях по производству изделий дальнейшего передела черных металлов, принципам наилучших доступных техник (НДТ), была выполнена в соответствии с Методикой проведения экспертной оценки технологических процессов организаций на соответствие принципам наилучших доступных технологий.

Целью экспертной оценки являлось определение настоящего технологического состояния предприятий по производству изделий дальнейшего передела черных металлов их оценка в соответствии с параметрами НДТ.

Оценка соответствия критериям НДТ устанавливалась в соответствии с Директивой 2010/75/ЕС Европейского парламента и Совета ЕС "О промышленных выбросах и/или сбросах (о комплексном предупреждении и контроля загрязнений), а также методологией отнесения к НДТ, отраженной в разделе 2 настоящего справочника по НДТ.

Был проведен анализ и систематизация информации металлургической отрасли в целом, о применяемых в отрасли технологиях, оборудовании, сбросах и выбросах загрязняющих веществ, образовании отходов производства, других факторов воздействия на окружающую среду, энерго- и ресурсо-потреблении с

использованием литературных данных, изучения нормативной документации и экологических отчетов.

При подготовке справочника по НДТ изучался европейский подход внедрения НДТ.

Структура справочника по НДТ разработана по результатам проведенного КТА и анализа особенностей структуры отрасли по металлургической промышленности Республики Казахстан, а также ориентируясь на наилучший мировой опыт.

К перспективным технологиям отнесены не только отечественные разработки, но также передовые технологии, применяемые на практике, но не внедренные на предприятиях в Республике Казахстан.

По итогам подготовки справочника по НДТ были сформулированы следующие рекомендации, касающиеся дальнейшей работы над настоящим справочником и внедрения НДТ:

предприятиям рекомендуется осуществлять сбор, систематизацию и хранение сведений об уровнях эмиссий загрязняющих веществ, в особенности маркерных, в окружающую среду, потребления сырья и энергоресурсов, а также о проведении модернизации основного и природоохранного оборудования, экономических аспектах внедрения НДТ;

при проектировании, эксплуатации, реконструкции, модернизации технологических объектов необходимо обратить внимание на мониторинг, контроль и снижение физических факторов воздействия на окружающую среду;

при модернизации технологического и природоохранного оборудования в качестве приоритетных критериев выбора новых технологий, оборудования, материалов следует использовать повышение энергоэффективности, ресурсосбережение, снижение негативного воздействия объектов производства на окружающую среду.

9. Библиография

1. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Ferrous Metals Processing Industry.

2. Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production.

3. Best Available Techniques Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries.

4. Best Available Techniques Reference Document for the Management of Waste from Extractive Industries.

5. Industrial Emissions Directive 2010/75/EUIntegrated Pollution Prevention and Control/Директива 2010/75/EC Европейского парламента и Совета ЕС "О промышленных выбросах и /или сбросах (о комплексном предупреждении и контроля загрязнений).

6. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 27–2021 "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов".

7. Дубинский, Ф. С. Технология процессов прокатки и волочения: учебное пособие / Ф. С. Дубинский, В. И. Крайнов, Б. В. Баричко – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2007. – 148 с.

8. Баричко, Б. В. Технология процессов прессования: учебное пособие / Б. В. Баричко, Я. И. Космацкий, К. Ю. Панова. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. – 70 с.

9. Баричко, Б. В. Основы технологических процессов ОМД: учебное пособие / Б. В. Баричко, Ф. С. Дубинский, В. И. Крайнов. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2008. – 131 с.

10. Е.П. Большина Экология Металлургического Производства Новотроицк, 2012.

11. Smets, T., S. Vanassche and D. Huybrechts (2017), Guideline for determining the Best Available Techniques at installation level, VITO, Mol, https://emis.vito.be/sites/emis/files/study/resume/en/Leidraad_BBT_op_bedrijfsniveau_English.pdf.

12. Постановление Правительства РК №187 от 1/04/2022г. "Об утверждении перечня пятидесяти объектов I категории, наиболее крупных по суммарным выбросам загрязняющих веществ в окружающую среду на 1 января 2021 года".

13. Параграф 4 "Плата за негативное воздействие на окружающую среду" Ст.576, Гл. 69, Раздел 18 "Платежи в бюджет" Налогового Кодекса РК.

14. Ст.328 "Нарушение нормативов допустимого антропогенного воздействия на окружающую среду" Кодекс об административных правонарушениях РК.

15. Металлургические технологии Симонов Ю.Н., Белова С.А., Симонов М.Ю. Пермь Издательство ПНИПУ 2012. стр 277.

16. Источник:https://studref.com/688925/tehnika/pechi_prokatnyh_tsehov.

17. Источник: https://metallurgist.pro/metodicheskaya-pech.

18. Источник: https://bank.nauchniestati.ru/primery/otchyot-po-praktike-na-temu-holodnaya-prokatka-metalla-imwp/.

19. Источник http://metallopraktik.ru/novosti/travlenie-metalla/.

20. Источник http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-179-prokat-metalla/141.html.

21. Источник: М.А Беняковский, Д.Л Гринберг "Производство оцинковонного листа" Москва, 1973.

22. Мальцев, И. О. Использование кольцевых нагревательных печей на производстве / И. О. Мальцев, В. Н. Некрасова. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы VIII Междунар. науч. конф. (г. Казань, март 2020 г.). — Казань : Молодой ученый, 2020. — С. 7-9. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/363/15681/ (дата обращения: 20.02.2023).

23. Приказ Министра экологии, геологии и природных ресурсов Республики Казахстан от 22 июня 2021 года № 208 "Об утверждении Правил ведения автоматизированной системы мониторинга эмиссий в окружающую среду при проведении производственного экологического контроля" Режим доступа URL: https://adilet.zan.kz/rus/docs/V2100023659.

24. Система селективного каталитического восстановления (СКВ). Режим доступа URL: https://ekokataliz.ru/baza-znaniy/ochistka-gazovyih-vyibrosov-promyishlennyih-predpriyatiy/sistema-selektivnogo-kataliticheskogo-vosstanovleniya-skv-2/.

25. Метод селективного некаталитического восстановления (СНКВ). Режим доступа URL: https://studref.com/521750/ekologiya/metod_selektivnogo_nekataliticheskogo_vosstanovleniya_snkv.

26. Закон Республики Казахстан от 13 января 2012 года № 541-IV. Об энергосбережении и повышении энергоэффективности. -Нур-Султан. -2012. – 24 с.

27. Скобелев Д.О., Степанова М.В. Энергетический менеджмент: прочтение 2020 Руководство по управлению энергопотреблением для промышленных предприятий. Москва: Издательство "Колорит", 2020. 92 с.

28. СТ РК ISO 50001-2019: Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по использованию.

29. ISO 50001:2018 Energy management systems. Requirements with guidance for use, IDT.

30. Бурокова А.В., Рахманов Ю.А. К вопросу рекуперации теплоты газов печей термообработки металлических изделий / Научный журнал НИУ ИТМО. Серия "Экономика и экологический менеджмент" №1, 2014.

Қазақстан Республикасының Экология кодексі 113-бабының 6-тармағына сәйкес Қазақстан Республикасының Үкіметі ҚАУЛЫ ЕТЕДІ:

1. Қоса беріліп отырған ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" анықтамалығы бекітілсін.

2. Осы қаулы қол қойылған күнінен бастап қолданысқа енгізіледі.

Қазақстан Республикасының
Премьер-Министрі

Ә. Смайылов

	Қазақстан Республикасы
	Үкіметінің
	2023 жылғы 29 желтоқсандағы № 1252 қаулысымен бекітілген

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" анықтамалығы

Мазмұны

Схемалар/суреттер тізімі

Кестелер тізімі

Глоссарий

Алғысөз

Қолданылу саласы

Қолданылу қағидаттары

1. Жалпы ақпарат

1.1. Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдары өндірісінің құрылымы мен технологиялық деңгейі

1.2. Ресурстар мен материалдар

1.3. Өндірістік алаңдар

1.4. Энергетикалық ресурстарды тұтыну

1.5. Негізгі экологиялық проблемалар

1.5.1. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

1.5.2. Ластағыш заттардың төгінділері

1.5.3. Өндіріс қалдықтарының түзілуі және оларды басқару

1.5.4. Физикалық әсер ету факторлары

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

2.1. Детерминация, ЕҚТ-ны іріктеу қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшарттары

2.3. ЕҚТ-ны қолданудың экономикалық аспектілері

3. Қолданылатын процестер: қазіргі уақытта пайдаланылатын технологиялық, техникалық шешімдер

3.1. Ыстықтай илемделген илем өндірісі

3.1.1. Сұрыптық илем өндірісі

3.1.1.1. Дайындаманы қабылдау және қоймалау

3.1.1.2. Дайындаманы қыздыру

3.1.1.3. Дайындаманы сұрыптық илемдеу орнағында илемдеу (арматура, шеңбер, бұрыштық, швеллер, жолақ, уатқыш өзектер, уатқыш шарлар және т.б.)

3.1.1.4. Илемді салқындату, термобекіту

3.1.1.5. Кесу, қаптау, жөнелту

3.1.2. Ыстықтай илемделген жақыз илем өндірісі (тауар – табақтар, бумалар, одан әрі қайта өңдеуге арналған металл жолақтар)

3.1.2.1. Дайындаманы (слябтарды) алдын ала дайындау

3.1.2.2. Слябтарды методикалық пештерде қыздыру

3.1.2.3. Ыстықтай илемделген слябтардан жолақтар илемдеу

3.1.2.4. Ыстықтай илемделген табақты фиништік өңдеу

3.1.2.5. Ыстықтай илемдеу кезінде қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейі

3.2. Суықтай илемделген илем өндірісі (суықтай илемделген илем, конструкция, жабын, металл жолақ)

3.2.1. Ыстықтай илемделген жолақты желіндіру

3.2.2. Суықтай илемделген өнім өндірісі үшін, жабындалған өнім үшін желіндірілген ыстықтай илемделген орамдарды суықтай илемдеу

3.2.3. Металды қалпақты пештерде (ҚП) жасыту

3.2.4. Үздіксіз жасыту агрегатында (ҮЖА) металды жасыту

3.2.5. Металды дрессирлеу

3.2.6. Суықтай илемделген илемнен қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

3.3. Қаңылтыр өндірісі

3.3.1. Қаңылтыр өндіруге арналған, жабыны бар өнім өндіруге арналған желіндірілген ыстықтай илемделген орамдарды суықтай илемдеу

3.3.2. Орамдарды электролиттік тазарту

3.3.3. Орамдарды үздіксіз жасыту агрегаттарында (ҮЖА) және қалпақты пештерде (ҚП) жасыту

3.3.4. Орамдарды дрессирлеу

3.3.5. Қаңылтыр орамдарын қалайылауға дайындау. Қара қаңылтыр өндірісі

3.3.6. Электролиттік қалайылау

3.3.7. Қаңылтыр табақтарының орамдары мен бумаларын өңдеу, кесу, орау

3.4. Мырыш, алюминий-мырыш жабыны бар илем өндірісі

3.5. Полимер жабыны бар мырышталған илем өндірісі

3.6. Су-газ құбырының өндірісі

3.7. Құбыр илемдеу өндірісі

3.7.1. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

4. Эмиссияларды болғызбауға және/немесе азайтуға және ресурстарды тұтынуға арналған жалпы ең үздік қолжетімді техникалар

4.1. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілі

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесін ендіру

4.3. Энергетикалық менеджмент жүйесін ендіру

4.4. Эмиссиялар мониторингі

4.4.1. Атмосфералық ауаға шығарындылар мониторингі

4.4.2. Су объектілеріне төгінділердің мониторингі

4.4.3. Су ресурстарын басқару

4.4.4. Қалдықтарды басқару

4.4.5. Физикалық әсер ету деңгейін төмендету

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

5.1. Технологиялық процесте автоматтандырылған бақылау және басқару жүйелерін ендіруге бағытталған ЕҚТ

5.1.1. Технологиялық процесті автоматтандырылған басқару жүйелері

5.1.2. Технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелері (ТПБАЖ) (пештер, қазандар және т.б.)

5.1.3. Желдету және жылу беру жүйелеріндегі автоматты реттеу (қажетті ішкі орта параметрлеріне және сыртқы орта параметрлеріне байланысты).

5.2. Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі бойынша ЕҚТ

5.2.1. Ыстықтай илемдеу үшін ЕҚT-ны анықтау кезінде ескерілуі тиіс техникалар

5.2.2. Суықтай илемдеуге арналған ЕҚТ-ны анықтау кезінде ескерілуі тиіс техникалар

5.2.3. Механикалық процестерге арналған ЕҚТ-ны анықтау кезінде ескерілуі тиіс техникалар

5.3. Энергия және ресурс үнемдеу саласындағы ЕҚТ

5.3.1. Жиіліктік-реттелмелі жетекті әртүрлі жабдықтарда (конвейерлік, желдету, сорғы және т.б.) қолдану

5.3.2. Энергия үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын қолдану

5.3.3. Энергия тиімділігі жоғары электр қозғалтқыштарын қолдану

5.3.4. Импульстік жанарғы

5.3.5. Технологиялық желілерде экран жүйелерін ұйымдастыру

5.3.6. Кәдеге жарату қазаны

5.4. Атмосфералық ауаға теріс әсерді төмендетуге бағытталған ЕҚТ

5.4.1. Ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтуға және (немесе) болдырмауға бағытталған ЕҚТ

5.4.2. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен тозаң шығарындыларын азайтуға және (немесе) болдырмауға бағытталған ЕҚТ

5.4.3. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен NOx шығарындыларын азайтуға және (немесе) болдырмауға бағытталған ЕҚТ

5.4.4. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен SO2 шығарындыларын азайтуға және (немесе) болдырмауға бағытталған ЕҚТ

5.4.5. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен CO шығарындыларын азайтуға және (немесе) болдырмауға бағытталған ЕҚТ

5.5. Сарқынды сулардың төгінділерінің алдын алуға және азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.5.1. Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезінде су балансын басқару

5.5.2. Сарқынды сулардың пайда болуын болдырмау

5.5.2.1. Қайта пайдалану және рециркуляция

5.5.3. Сарқынды суларды тазартудың заманауи әдістерін қолдану

5.6. Өндірістік қалдықтардың әсерін басқаруға және азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.6.1. Майлы отқақты одан әрі пайдалану үшін алдын ала өңдеу

5.6.2. Металл сынықтарын пайдалану

5.6.1. Құрамында майы бар шламды қолдану

5.6.2. Бөлінетін газдарды құрғақ тазалау кезіндегі металдардың және металл оксидтерінің рециклингі

5.6.3. Аралас қышқылды тотықсыздандыру процесінен шыққан гидроксидті шламды термиялық өңдеу

5.6.4. Қапшық сүзгілерден шыққан тозаңды қайта өңдеу

6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

6.1. Жалпы ЕҚТ

6.1.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

6.1.2. Энергия тұтынуды, энергия тиімділігін басқару

6.1.3. Технологиялық процестерді басқару

6.1.4. Шығарындыларға мониторинг жүргізу

6.1.5. Төгінділерге мониторинг жүргізу

6.1.6. Шу, діріл

6.2. Ұйымдастырылмаған көздерден ластағыш заттардың шығарындылары

6.3. Ұйымдастырылған көздерден ластағыш заттардың шығарындылары

6.3.1. Суықтай илемдеу кезінде ұйымдастырылған көздерден ластағыш заттардың шығарындылары

6.3.2. Ыстықтай илемдеу өндірісі кезінде ұйымдастырылған көздерден ластағыш заттардың шығарындылары.

6.4. Су пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазарту

6.5. Қалдықтарды басқару

6.6. Ремедиация бойынша талаптар

7. Перспективалы техникалар

7.1. "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" саласындағы перспективалы техникалар

7.1.1. Стеккель орнағы бар желіде ыстықтай илемделген илем өндіру

7.1.2. Үздіксіз технологиялық желілер және жолақтарды шексіз суықтай илемдеу кешендері

7.1.3. Ыстықтай деформацияланған жіксіз құбыр өндірісі

7.1.4. Шығарылатын процесс жылуынан жылуды рекуперациялау

7.1.5. Бу фазасынан ағынды тұндыру

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсыныстар

9. Библиография

Схемалардың/суреттердің тізімі

Кестелер тізімі

      1.1-кесте      Өнеркәсіптік өнімнің заттай түріндегі өндірісі
      1.2-кесте      Қара металлургия өнімдерін өндіру динамикасы
      1.3-кесте      Технологиялық процестер мен кезеңдер
      1.4-кесте      "KSP Steel" ЖШС ӨФ-ның негізгі технологиялық көрсеткіштері
      1.5-кесте      "Кастинг" ЖШС ӨФ-ның негізгі технологиялық көрсеткіштері
      2.1-кесте      Қоршаған ортаны қорғауға салынатын инвестициялардың жүзеге асырылуының болжамды анықтамалық мәндері
      2.2-кесте      Ластағыш заттың масса бірлігіне есептегенде технологияны енгізуге арналған болжамды анықтамалық шығындар
      3.1-кесте      Ыстықтай илемдеу өндірісіндегі энергетикалық ресурстарды және суды тұтынудың ағымдағы көлемі
      3.2-кесте      Маркерлік заттар және олардың концентрациясы
      3.3-кесте      Маркерлік заттар және олардың концентрациясы
      3.4-кесте       Ыстықтай илемделген илем өндірісі
      3.5-кесте      Суықтай илемдеу өндірісіндегі энергетикалық ресурстарды және суды тұтынудың ағымдағы көлемі
      3.6-кесте      Маркерлік заттар және олардың концентрациясы
      3.7-кесте      Маркерлік заттар және олардың концентрациясы
      3.8-кесте       Маркерлік заттар және олардың концентрациясы
      3.9-кесте      Суықтай илемделген илем өндірісіне жұмсалған материалдар шығыны
      3.10-кесте      Суықтай илемделген илем өндірісіне тән ластағыш заттардың құрамы
      3.11-кесте      Суықтай илемделген илем өндірісіне жұмсалған материалдар шығыны (қаңылтыр, құрастырылым, жаппа, ЫМАЦ-ға арналған жартылай таза илеу)
      3.12-кесте      Маркерлік заттар және олардың концентрациясы
      3.13-кесте      Суықтай илемделген илем өндірісіне жұмсалған материалдар шығыны (қаңылтыр, құрастырылым, жаппа, ЫМАЦ-ға арналған жартылай таза илеу)
      3.14-кесте      Мырышталған илем өндірісіне жұмсалған материалдар шығыны
      3.15-кесте      Мырышты (қорғасынды) жабыны бар илем өндірісіне жұмсалған материалдар шығыны
      3.16-кесте      Полимер жабыны бар мырышталған илем өндірісіне жұмсалған материалдар шығыны
      3.17-кесте      Құбыр илемдеу өндірісіндегі энергетикалық ресурстарды және суды тұтынудың ағымдағы көлемі
      5.1-кесте      Автоматтандырылыған жүйелердің технологияларға байланысты түрлері
      5.2-кесте      Ыстықтай жүктеудің отын шығыны мен пеште болу уақытына әсері
      5.3-кесте      HCl тозаңдатып күйдіру кезіндегі атмосфераға шығарындылар (суықтай және ыстықтай илемдеу қондырғысының біріктірілген деректері)
      5.4-кесте      HCl кәдеге жарату бойынша псевдосұйытылған қабаты бар реакторды пайдаланатын қондырғылардың атмосфераға шығарындылары
      5.5-кесте      Үздіксіз өңдеу кезіндегі HCl шығарындыларының концентрациясы
      5.6-кесте      Тандемді және реверсивті орнақтардағы ұшпа органикалық қосылыстардың шығарындыларының концентрациясы
      5.7-кесте      Тазарту кезіндегі тозаң шығарындыларының қол жеткізілетін деңгейі
      5.8-кесте      Электрсүзгілерді пайдалануға байланысты тазалау және шығарындылар деңгейінің тиімділігі
      5.9-кесте      Мата сүзгілердің әртүрлі жүйелерін салыстыру
      5.10-кесте      H₂O₂айдау кезінде шығарындылардың қол жеткізілетін деңгейі
      5.11-кесте      Сарқынды сулары болдырмау және/немесе көлемін азайту шаралары
      5.12-кесте      Металдарды және олардың қосылыстарын тұндыру әдістері
      5.13-кесте      Аэробтық және анаэробтық тазартудың салыстырмалы сипаттамасы
      6.1-кесте      ЕҚТ-ға байланысты шығарындылар/төгінділер деңгейін орташалау кезеңдері
      6.2-кесте      ЕҚТ-ға байланысты жұмсарту процесінде суықтай илемделген илемнен кейінгі жартылай фабрикатты (суықтай илемделген жолақтар, профильдер және т.б.) қыздырған кездегі, сондай-ақ ыстық металл балқытпасына батыру арқылы жабынмен жабындар алдында жартылай фабрикатты қыздырған кездегі тозаңның технологиялық көрсеткіштері.
      6.3-кесте      ЕҚТ-ға байланысты (бойлай кесуді, отқабыршақты алып тастауды, ажарлауды, қаралтым өңдеуді, илемдеуді, таза өңдеуді, тегістеуді қоса алғанда) механикалық өңдеу, (қолмен тазартудан басқа) тазарту кезіндегі тозаңның технологиялық көрсеткіштері.
      6.4-кесте      Күйдіру процесінде суықтай илемделген илемнен кейін жартылай фабрикатты (суықтай илемделген жолақты, профильді және т.б.) қыздырған кездегі өндіріс кезіндегі SO₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.
      6.5-кесте      Күйдіру процесінде суықтай илемдеуден кейін жартылай фабрикатты (суықтай илемделген жолақты, профильді және т.б.) қыздырған кездегі атмосфераға азот тотығы (NOx) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.
      6.6-кесте      Ыстық металл балқытпасына батыру әдісімен жабын жабындау алдында жартылай фабрикатты (суықтай илемделген жолақты және т.б.) қыздырған кездегі атмосфераға азот тотығы (NOx) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.
      6.7-кесте      ЕҚТ-мен байланысты ұшпа органикалық қосылыстар шығарындыларының деңгейі.
      6.8-кесте      Суықтай илемдеу кезінде өңдеу нәтижесінде HCl және SOх шығарындыларына арналған ЕҚТ-мен байланысты шығарындылар деңгейі.
      6.9-кесте      ЕҚТ-мен байланысты ыстықтай илемделген илем процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, қуыс профильдер және т.б.) қыздырған кездегі тозаңның технологиялық көрсеткіштері.
      6.10-кесте      ЕҚТ-мен байланысты (бойлай кесуді, отқақты алып тастауды, тегістеуді, қаралтым өңдеуді, түзулеуді қоса алғанда)) механикалық өңдеу, тазарту кезіндегі тозаңның технологиялық көрсеткіштері.
      6.11-кесте      Ыстықтай илемдеу илемі процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, қуыс профильдер және т.б.) қыздырған кездегі SO₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.
      6.12-кесте      Ыстықтай илемдеу илемі процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, қуыс профильдер және т.б.) қыздырған кездегі азот тотығы (NOx)шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
      6.13-кесте      Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезіндегі жер үсті су объектілеріне ағызылатын сарқынды сулардың төгінділерінің технологиялық нормативтері.
      6.14-кесте      Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезіндегі су жинауыш тоғандарға, буландырғыш тоғандарға төгінділердің технологиялық көрсеткіштері.

Глоссарий

Осы глоссарий осы құжатта берілген ақпаратты жеңіл түсінуге арналған. Осы глоссарийдегі терминдердің анықтамалары (олардың кейбіреулері Қазақстан Республикасының НҚА-да келтірілген анықтамаларға сәйкес келсе де) заңды анықтамалар емес.

Глоссарийде келесі бөлімдер ұсынылған:

терминдер мен анықтамалар

аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы

химиялық элементтер

химиялық формулалар

өлшем бірліктері

Терминдер мен анықтамалар

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта келесі терминдер пайдаланылады:

автоклав	—	атмосфералық қысымнан жоғары қыздыру және газ қысымы кезінде әртүрлі процестерді жүргізуге арналған аппарат. Мысалы, сұйық металдарға оңай буланатын заттарды енгізу (шойынға магний және т.б.). Автоклавтарда сілтісіздендіру сияқты кейбір гидрометаллургиялық операциялар жасалады;
адсорбция	—	фазалық-бөтен дененің үстіңгі бетінің (адсорбенттің) фазалық бөліну шекарасында ағып өтетін іргелес газ немесе сұйық ортадан қандай да бір заттарды (адсорбатты) сіңіруі;
бағалау	—	шешім қабылдау үшін жеткілікті негізгі мақсаттар үшін бірқатар бақылаулар мен тиісті критерийлер жиынтығының барабарлық деңгейін зерттеу. Сонымен қатар, талдауды проблемаларды анықтау және тәуекелдер мен пайдаларды салыстыру (мысалы, тәуекелдерді бағалау және әсерді бағалау) сияқты саясатқа байланысты іс-шаралармен үйлестіру;
бейтараптандыру	—	қышқыл мен негіздің тұз бен әлсіз ыдырайтын зат түзумен өзара әрекеттесу реакциясы;
бір тонна шартты отын (т.ш.о.)	—	29,3 ГДж-ге тең энергия өлшеу бірлігі; 1 тонна көмір жанған кезде бөлінетін энергия мөлшері ретінде анықталады;
блюмдер	—	болаттан жасалған жиектері доғал шаршы түріндегі дайындамалар. Оларды ірі сұрыпты илемдік орнақта сұрыптық болат профильдер: дөңгелек, шаршы, рельс және басқа профильдерді өндіру үшін пайдаланады. Блюмдердің сұрыптамасы жұмырлау радиусы 5 мм-ден бастап 60 мм-ге дейін 130x130 мм бастап 450x450 мм дейін 18 өлшемнен тұрады. Олар ірі дайындамалар санатына жатады.
ванна	—	белгілі бір беттік өңдеуге арналған химиялық заттардың ерітіндісі, мысалы, желіндіру ваннасы. Бұл термин сонымен қатар процестер тізбегіндегі тиісті резервуарға немесе жұмыс станциясына қатысты.
вентури скруббері	—	бөлінетін газдарды өлшемі<1 мкм қатты бөлшектерден тазартуға арналған жедел газжуғыш;
ең үздік қолжетімді техникалар	—	қоршаған ортаға теріс антропогендік әсердің алдын алуға немесе егер бұл іс жүзінде мүмкін болмаса, оны азайтуға бағытталған технологиялық нормативтер мен өзге де экологиялық жағдайларды белгілеуге негіз болу үшін олардың практикалық жарамдылығын айғақтайтын қызмет түрлері мен оларды жүзеге асыру әдістерінің дамуының неғұрлым тиімді және озық кезеңі;
ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалық	—	қызметтің белгілі бір түрлері үшін әзірленген және эмиссия деңгейлерін, негізгі өндірістік қалдықтарды қалыптастыру, жинақтау және көму көлемін, ресурстарды тұтыну деңгейлерін және ең үздік қолжетімді техниканы қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді, сондай-ақ ең үздік қолжетімді техникалар және кез келген перспективалы техникалар бойынша тұжырымдар берілген қорытындыларды қамтитын, мүдделі тараптар арасында тиісті ақпарат алмасудың нәтижесі болып табылатын құжат;
ең үздік қолжетімді техникаларды қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштер	—	ең үздік қолжетімді техникаларды қолдануға байланысты эмиссиялар деңгейлері, келесі түрде көрсетіледі шекті мөлшердің (массаның) эмиссиялар көлемінің бірлігіне шаққандағы маркерлік ластағыш заттар (мг/Нм³, мг/б.) және (немесе) уақыт бірлігіне немесе өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бірлігіне шаққандағы электр және (немесе) жылу энергиясын, өзге де ресурстарды тұтыну мөлшерін ескере отырып, бір немесе бірнеше ең үздік қолжетімді техникаларды пайдалана отырып, объектіні қалыпты пайдалану жағдайында қол жеткізуге болады. белгілі бір уақыт кезеңі ішінде және белгілі бір жағдайларда орташаландыруды ескере отырып, ең үздік қолжетімді техникалар туралы қорытындыда сипатталған;
ендірудің қозғаушы күші	—	технологияны іске асырудың себептері, мысалы, заңнама, өнім сапасын жақсарту;
жағып бітіру	—	ауаны айдау немесе оттықты пайдалану арқылы пайдаланылған газдарды тұтату және жағу (мысалы, СО және (ұшпа) органикалық қосылыстардың мөлшерін азайту үшін);
жылдық күрделі шығындар	—	ұсынылатын техниканың пайдалы қолданылу мерзімі ішінде жыл сайын жүргізілетін тепе-тең немесе біркелкі төлем. Барлық төлемдер сомасы бастапқы инвестициялық шығыстар сияқты "келтірілген құнға" тең болады. Активтің жылдық капитал құны инвестор үшін активті иеленудің балама құнын көрсетеді;
жэр тұтынудың меншікті шығыны	—	өндірістік (технологиялық) процестің энергетикалық сыйымдылығын анықтау үшін пайдаланылатын өлшем бірлігі;
илемдеу	—	илемдік орнақта айналмалы жетекті біліктер (біліктердің бір бөлігі жетексіз болуы мүмкін) арасында денелерді пластикалық деформациялау процесі;
калибрлеу	—	белгілі бір жағдайларда өлшенетін параметрдің мәндері мен өлшеу жүйесінде көрсетілген мәндер арасында болуы мүмкін жүйелік айырмашылықты белгілейтін операциялар жиынтығы (эталондық материалдар мен олардың қабылданған мәндерін қоса алғанда, нақты "эталондық" жүйеге қатысты келтірілген тиісті мәндермен). Ескертпе: Калибрлеу нәтижесі өлшеу үшін параметрлердің мәндерін тағайындауға немесе көрсеткіштерге қатысты түзетулерді анықтауға мүмкіндік береді;
кросс-медиа әсерлер	—	экологиялық жүктеменің қоршаған ортаның бір компонентінен екіншісіне ауысу мүмкіндігі. Технологияны енгізуден туындаған кез-келген жанама әсерлер мен жағымсыз әсерлер;
кешенді технологиялық аудит (КТА)	—	кәсіпорындарда қоршаған ортаға теріс антропогендік әсерді болғызбауға және (немесе) азайтуға бағытталған, оның ішінде тиісті мәліметтер жинау және (немесе) ең үздік қолжетімді техникаларды қолдану саласына жататын объектілерге бару арқылы қолданылатын техникаларды (технологияларды, тәсілдерді, әдістерді, процестерді, практиканы, тәсілдер;
қайталама өндіріс	—	қайта балқытуды және қоспалауды қоса алғанда, қоқыстарды және/немесе қалдықтарды пайдалана отырып металл өндіру;
қалдықтарды өңдеу	—	қалдықтардан олардың мақсатына қарамастан өнімді, материалдарды немесе заттарды өндіруде (дайындауда) одан әрі пайдалану үшін жарамды пайдалы компоненттерді, шикізатты және (немесе) өзге де материалдарды алуға бағытталған механикалық, физикалық, химиялық және (немесе) биологиялық процестер;
қалдықтарды кәдеге жарату	—	қалдықтарды қайта өңдеуден басқа мақсаттарда, оның ішінде жылу немесе электр энергиясын алу, отынның әртүрлі түрлерін өндіру үшін қайталама энергетикалық ресурс ретінде, сондай-ақ жер немесе жер қойнауында немесе ландшафтарды жасау немесе өзгерту кезінде инженерлік мақсаттарда қазылған кеңістіктерді (қуыстарды) салу, толтыру (салу, көму) мақсаттары үшін қайталама материалдық ресурс ретінде пайдалану процесі;
қауіпті заттар	—	уыттылық, төзімділік және биоаккумулятивтілік сияқты бір немесе бірнеше қауіпті қасиеттері бар немесе адамдар немесе қоршаған орта үшін қауіпті деп жіктелген заттар немесе заттар тобы;
қолданыстағы қондырғы	—	қолданыстағы объектіде (кәсіпорында) орналасқан және осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданысқа енгізілгенге дейін пайдалануға берілген эмиссиялардың стационарлық көзі. Қолданыстағы қондырғыларға осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданысқа енгізілгеннен кейін реконструкцияланатын және (немесе) жаңғыртылған қондырғылар жатпайды;
қол жеткізілген экологиялық пайда	—	технология (процесс немесе күрес), соның ішінде қол жеткізілген шығарындылар мәндері мен жұмыс тиімділігі арқылы қарастырылуы тиіс қоршаған ортаға негізгі әсер(лер). Әдістің басқалармен салыстырғанда экологиялық пайдасы;
қоршаған орта	—	табиғи орта мен антропогендік ортаны қамтитын адамның айналасындағы жағдайлардың, заттар мен материалдық әлем объектілерінің жиынтығы;
қоршаған ортаға әсері	—	ұйымның экологиялық аспектілерінің толық немесе жартылай нәтижесі болып табылатын қоршаған ортадағы кез келген теріс немесе оң өзгеріс;
қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесі	—	эмиссиялардың негізгі стационарлық көздеріндегі қоршаған ортаға эмиссиялардың көрсеткіштерін қадағалайтын, қоршаған ортаны қорғау саласындағы уәкілетті орган бекіткен өндірістік экологиялық бақылау жүргізу кезінде қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесін жүргізу қағидаларына сәйкес нақты уақыт режимінде қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің ақпараттық жүйесіне деректерді беруді қамтамасыз ететін өндірістік экологиялық мониторингтің автоматтандырылған жүйесі;
ластау	—	адам әрекеті нәтижесінде атмосферада, су ортасында немесе жер бетінде заттардың, дірілдің, жоғары температураның немесе шудың тікелей немесе жанама түрде пайда болуы, осылардың салдарынан адам денсаулығына зиян келтіру немесе қоршаған ортаның нашарлауы; мүліктің бүлінуі; қоршаған ортаның табиғи (және өзге де) игіліктерінің сапасының төмендеуі немесе заңды пайдаланудың мүмкін еместігі болып табылады;
ластағыш заттардың төгіндісі	—	сарқынды сулардағы ластағыш заттардың жер үсті және жер асты су объектілеріне, жер қойнауына немесе жер бетіне түсуі;
ластағыш заттардың шығарындылары	—	шығарындылар көздерінен атмосфералық ауаға ластағыш заттардың түсуі;
майсыздандыру	—	компоненттен мүмкіндігінше майды немесе майлағышты алып тастау;
маркерлік ластағыш заттар	—	өндірістің немесе технологиялық процестің белгілі бір түрінің эмиссиялары үшін ластағыш заттардың осындай өндірісіне немесе технологиялық процесіне тән топтан таңдап алынатын және топқа кіретін барлық ластағыш заттар эмиссияларының мәндерін олардың көмегімен бағалауға болатын неғұрлым маңызды ластағыш заттар;
мониторинг	—	шығарындылардың, төгінділердің, тұтынудың, эквивалентті параметрлердің немесе техникалық шаралардың және т.б. белгілі бір химиялық немесе физикалық сипаттамаларының өзгеруін жүйелі түрде бақылау;
негізгі өндірістік қалдықтар	—	өндірістің немесе технологиялық процестің белгілі бір түрі үшін ең маңызды қалдықтар, олардың көмегімен қоршаған ортаға негізгі теріс әсердің мәнін бағалауға болады;
ОБҚ	—	оттегінің биохимиялық қажеттілігі - органикалық заттардың ыдырауы үшін микроорганизмдер тұтынатын ерітілген оттегінің мөлшері;
ОХТ	—	оттекті химиялық тұтыну (ОХТ) — сынамадағы органикалық қосылыстардың тотығуына жұмсалған оттегінің (немесе басқа тотықтырғыштың) мөлшерін көрсететін судағы органикалық заттар құрамының көрсеткіші. ОХТ сандық түрде 1 литр суға (мгО/л) тұтынылған оттегінің миллиграммымен көрсетіледі және табиғи және сарқынды сулардың органикалық ластану деңгейін бағалау үшін қолданылады;
отқақ	—	ыстықтай илемделген болаттың бетінде түзілетін және ІІ және ІІІ валентті темір тотығынан – вюститтен, гематитттен және магнетиттен тұратын қалыңдығы әркелкі қабыршақты бөлшектер. Отқақ химиялық құрамы бойынша таза магнетитке жақын (65-72 % Fe), ал гранулометриялық құрамы бойынша негізінен 0,2 мм фракциялардан тұрады. Илемдік отқақтың шығымы орташа алғанда дайын илемнің массасының 1 - 3 % құрайды;.
өлшеу	—	санның мәнін анықтауға арналған операциялар жиынтығы;
өлшеу жүйесі	—	көрсетілген өлшемдерді жүргізу үшін пайдаланылатын барлық жұмыс рәсімдерін қоса алғанда, өлшеу аспаптары мен басқа да жабдықтардың толық жиынтығы;
өміршеңдік кезеңін талдау	—	"Өміршеңдік кезеңін талдау" термині өнімнің немесе өнімнің өміршеңдік кезеңі бойынша қоршаған ортаға әсерін талдау үшін қолданылады. Өміршеңдік кезеңін талдау өнімнің осы өнімнің бүкіл өміршеңдік кезеңі бойынша қоршаған ортаға жалпы әсерін бағалауға арналған, яғни шикізатты, өндірісті, пайдалануды, ықтимал қайта өңдеуді немесе қайта пайдалануды және өнімді кейіннен жоюды қамтиды;
перспективалы техникалар	—	экологиялық тиімділікті жақсарту әлеуеті бар, бірақ әлі коммерциялық түрде қолданылмаған немесе әлі де зерттеу және әзірлеу сатысында тұрған техникалар;
пеш	—	металдарды алу, рафинациялау және өңдеу үшін құрамында металл бар материалдарды жылу энергиясының көмегімен талап етілетін физика-химиялық түрлендірулерге ұшырататын агрегат;
регенеративті оттықтар	—	екі немесе одан да көп отқа төзімді массаларды қолдана отырып, ыстық газдардан жылу алуға арналған, олар балама түрде қызады, содан кейін жағуға арналған ауаны алдын-ала қыздыру үшін қолданылады, сонымен қатар қалпына келтіретін пешті де қараңыз;
рекуперативті оттықтар	—	бұл жанарғылар жылуды қалпына келтіру үшін қыздырғыш жүйесінде ыстық газдарды айналдыруға арналған. Сондай-ақ қараңыз: регенеративті қыздырғыштар;
рекуперация	—	сол немесе басқа процесте қайта пайдалану үшін белгілі бір технологиялық процесті жүргізу кезінде жұмсалатын материалдың немесе энергияның бір бөлігін қайтару;
сәйкестікті бағалау	—	белгілі бір сенімділік дәрежесі шегінде қондырғыдан (өндірістік бірліктен) шығатын ластағыш заттардың нақты шығарындыларын шығарындылардың рұқсат етілген шекті мәндерімен салыстыру процесі;
скруббер	—	тазарту мақсатында және бір немесе бірнеше компоненттерді алу үшін газдарды сұйықтықпен жууға арналған әртүрлі конструкциялы аппараттар, сондай-ақ пайдалы қазбаларды жууға арналған барабанды машиналар, оның ішінде тозаң ұстаушы қондырғы;
сүзгілеу	—	суспензияны әртүрлі құрылымдағы сүзгілердің көмегімен сұйық және қатты фазаларға бөлу процесі;
сынама алу	—	заттың, материалдың немесе өнімнің бір бөлігі қарастырылып отырған затты, материалды немесе өнімді зерттеу мақсатында тұтас үлгіні қалыптастыру үшін шығарылатын процесс. Сынама алу жоспары, іріктеу және аналитикалық пайымдар әрқашан бір уақытта ескерілуі керек;
сляб	—	қалыңдығы 600 мм дейін және жалпақтығы 2500 мм дейін тік бұрышты қималы болат дайындама. Қаңылтақты жалпақ болатты илемдеу үшін қолданады немесе дайын өнім түрінде металлургиялық кәсіпорындарға жібереді. Илемделген қаңылтақты қысқыш орнақта қалыпталған құймадан алады, құйылған қаңылтақты үздіксіз құю машиналарындағы сұйық металдан алады;
тазарту	—	металды қоспалардан тазалау;
тиімділік	—	мүмкін болатын ең төменгі шығындармен қандай да бір нақты нәтижелерге қол жеткізу немесе ресурстардың берілген көлемінен мүмкін болатын ең жоғары өнім көлемін алу;
тотықтырғыш	—	басқа материалдармен, атап айтқанда жанғыш заттармен байланысқан кезде экзотермияның жоғары деңгейімен реакция жасай алатын материал;
тотығу процесі	—	электрондарды тотықсыздандырғыш атомнан (электронды донор) тотықтырғыш атомға (электронды акцептор) беру арқылы тотықтырғыш зат атомының тотығу дәрежесінің жоғарылауымен бірге жүретін химиялық процесс;
түтін газы	—	жану камерасынан шығатын және газ шығаратын құбырмен жоғарыға бағытталған және шығарылуы керек жану өнімдері мен ауаның қоспасы;
үздіксіз өлшеу	—	жөндеу жұмыстарын жүргізу, ақауларды жою, іске қосу-баптау, тексеру, калибрлеу жұмыстары үшін үзілістер жасайтын тәулік бойы жүргізілетін өлшеулер;
ұйымдастырылған көз	—	бөлінетін газдың (желдеткіш ауаның) құрамындағы зиянды заттар атмосфераға газ құбырлары немесе ауа жолдары жүйесі (құбыр, аэрациялық шам, желдеткіш шахта және т.б.). арқылы түсетін шығарынды бөлу көзі;
ұйымдастырылған шығарынды	—	шығарылатын тозаң және газ ауа қоспалары ағынының бағытталуын қамтамасыз ететін арнайы құрылыс, жүйе немесе құрылғы (түтін және желдеткіш құбырлары, газ жолдары, ауа жолдары, желдеткіш шахталары және басқалары) арқылы жүзеге асырылатын шығарынды;
ұйымдастырылмаған шығарынды	—	бағытталмаған диффузиялық ағындар түрінде атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарылуы;
ұшпа органикалық қосылыс(ҰОҚ)	—	293,15 К кезінде бу қысымы 0,01 кПа немесе одан жоғары немесе белгілі бір пайдалану жағдайларында тиісті деңгейде ұшпалы болатын кез-келген органикалық қосылыс.
тозаң	—	газ фазасында шашыраған кез келген нысандағы, құрылымдағы немесе тығыздықтағы субмикроскопиялық өлшемнен макроскопиялық өлшемге дейінгі қатты бөлшектер.
бөлінетін газ	—	процесс немесе пайдалану нәтижесінде пайда болатын газға/ауаға арналған жалпы термин (пайдаланылған газдарды, түтін газдарын, қолданылған газды қараңыз);
экологиялық рұқсат	—	жеке кәсіпкерлер мен заңды тұлғалардың қоршаған ортаға теріс әсерді жүзеге асыру құқығын куәландыратын және қызметті жүзеге асырудың экологиялық шарттарын айқындайтын құжат;
электрсүзгі	—	газдарды аэрозоль, қатты немесе сұйық бөлшектерден тазарту электр күштерінің әсерінен болатын құрылғы;
эмиссия	—	ауаға, су ортасына немесе жер бетіне қондырғыдағы нүктелік немесе шашыраңқы көздерден пайда болатын заттардың, дірілдің, жоғары температураның немесе шудың тікелей немесе жанама шығарылуы.

Аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы

Аббревиатура	Толық жазылуы
АМЖ	Автоматтандырылған мониторинг жүйесі.
АБЖ	Автоматтандырылған басқару жүйелері
ЖЖМ	Жанар-жағармай материалдары
ІЖҚ	Іштен жанатын қозғалтқыш
ТГК	Түтін газдарын күкіртсіздендіру
ЕО	Еуропа одағы
ЛЗ	Ластағыш зат
ПӘК	Пайдалы әсер коэффициенті
КТА	Кешенді технологиялық аудит
ҰОҚ	Метанға жатпайтын ұшпа органикалық қосылыстар
ТМИЦ	Табақша металды илемдейтін цех
ДҮҚМ	Дайындаманы үздіксіз құю машинасы
ЕҚТ	Ең үздік қолжетімді техникалар
НҚА	Нормативтік құқықтық актілер
ҒЗЖ	Ғылыми-зерттеу жұмыстары
ҒЗТКЖ	Ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар
МҚӨ	Металдарды қысыммен өңдеу
ҮҚД	Үздіксіз құйылған дайындама
ҚО	Қоршаған орта
ШРШ	Шекті-рұқсат етілген шығарынды
ШРК	Шекті-рұқсат етілген концентрация
ШРТ	Шекті-рұқсат етілген төгінді
ЖСЖ	Жоспарлы-сақтандырмалық жөндеу
ПХДД/Ф	Полихлорланған дибензо-я<яр<2-диоксиндер және дибензофурандар
ҚР	Қазақстан Республикасы
СМЖ	Сапа менеджменті жүйесі
СКТ	Селективті каталитикалық тотықсыздау
СКЕТ	Селективті каталитикалық емес тотықсыздау
ССТКБӨБ	Соколов-Сарбай тау-кен байыту өндірістік бірлестігі
ҚОҚБЖ	Қоршаған ортаны қорғауды басқару жүйесі
ЕҚБЖ	Еңбекті қорғауды басқару жүйесі
ЭнМЖ	Энергетикалық менеджмент жүйесі
ЭМЖ	Экологиялық менеджмент жүйесі
СИЦ	Сұрыптай илемдеу цехы
ЖШС	Жауапкершілігі шектеулі серіктестік
АҚ	Акционерлік қоғам
ТЖТ	Техникалық жұмыс тобы
ОЭР	Отын-энергетикалық ресурстар
ЖЭ	Жылу энергиясы
ЖЭО	Жылу электр орталығы
ЖРЖ	Жиіліктік-реттелмелі жетек
ЫМАХ	Ыстық мырыштау және алюминдеу цехы
ЭСН	Экологиялық сапа нормативі
ЭС	Электрсүзгі

Химиялық элементтер

Символ	Атауы	Символ	Атауы
Ag	күміс	Mg	магний
Al	алюминий	Mn	марганец
As	күшән	Mo	молибден
Au	алтын	N	азот
B	бор	Na	натрий
Ba	барий	Nb	ниобий
Be	бериллий	Ni	никель
Bi	висмут	O	оттек
C	көміртек	Os	осмий
Ca	кальций	P	фосфор
Cd	кадмий	Pb	свинец
Cl	хлор	Pd	палладий
Co	кобальт	Pt	платина
Cr	хром	Re	рений
Cs	цезий	Rh	родий
Cu	мыс	Ru	рутений
F	фтор	S	сера
Fe	темір	Sb	сүрме
Ga	галлий	Se	селен
Ge	германий	Si	кремний
H	сутек	Sn	қалайы
He	гелий	Ta	тантал
Hg	сынап	Te	теллур
I	йод	Ti	титан
In	индий	Tl	таллий
Ir	иридий	V	ванадий
K	калий	W	вольфрам
Li	литий	Zn	мырыш

Химиялық формулалар

Химиялық формула	Атауы (сипаттамасы)
AI₂O₃	алюминий оксиді
CO	көміртек монооксиді
CO₂	көміртек диоксиді
CaO	кальций оксиді, кальций гидрототығы
FeO	темір оксиді
Fe₂O₃	үш валентті темір оксиді
H₂O₂	сутегінің асқын тотығы
H₂S	күкіртті сутек
H₂SO₄	күкірт қышқылы
HCl	хлор-сутегі қышқылы
HF	фтор-сутегі қышқылы
HNO₃	азот қышқылы
K₂O	калий оксиді
MgO	магний оксиді, магнезия
MnO	марганец оксиді
NaOH	натрий гидрототығы
NaCl	натрий хлориді
CaCl₂	калий хлориді
Na₂CO₃	натрий карбонаты
Na₂SO₄	натрий сульфаты
NO₂	азот қос тотығы
NO_x	азот қышқылы NO₂түрінде берілген азот оксиді (NO) және азот диоксиді (NO₂) қоспасы
PbCO₃	қорғасын карбонаты
PbO	қорғасын оксиді
Pb₃O₄	үш дәрежелі қорғасын тетраоксиді
PbS	қорғасын сульфиді
PbSО₄	қорғасын сульфаты
SiO₂	кремний қос тотығы, кремний оксиді
SO₂	күкірт қос тотығы
SO₃	күкірт үш тотығы
SO_x	күкірт оксиді - SO₂ және SO₃
ZnO	мырыш оксиді

Өлшем бірліктері

Өлшем бірлігінің символы	Өлшем бірліктерінің атауы	Өлшем атауы (өлшем символы)	Түрлендіру және түсініктемелер
бар	бар	Қысым (Д)	1.013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	Цельсий градусы	Температура (T) Температура айырмашылығы (РT)
г	грамм	Салмақ
ч	сағат	Уақыт
K	Кельвин	Температура (T) Температура айырмашылығы (AT)	0 °C = 273.15 K
кг	килограмм	Салмақ
кДж	килоджоуль	Энергия
кПа	килопаскаль	Қысым
кВт ч	киловатт-сағат	Энергия	1 кВт ч = 3 600 кДж
л	литр	Көлем
м	метр	Ұзындық
м²	шаршы метр	Аудан
м³	текше метр	Көлем
мг	миллиграмм	Салмақ	1 мг = 10 ^-3 г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^-3 м
МВт	жылулық қуат мегаваты	Жылулық қуаты Жылу энергиясы
Нм³	қалыпты текше метр	Көлем	при 101.325 кПа, 273.15 K
Па	паскаль		1 Па = 1 Н/м²
ppb	миллиардқа шаққан бөліктер	Қоспалардың құрамы	1 ppb = 10^-9
ppm	миллионға шаққан бөліктер	Қоспалардың құрамы	1 ppm = 10^-6
айн./мин	минутына айналу саны	Айналу жылдамдығы, жиілігі
т	метрикалық тонна	Салмақ	1 т= 1 000 кг немесе 10⁶ г
т/тәул.	тәулігіне тоннамен	Массалық шығын Материал шығыны
ж/т	жылына тоннамен	Массалық шығын Материал шығыны
көл%	көлемі бойынша пайыздық арақатынасы	Қоспалардың құрамы
кг-%	салмағы бойынша пайыздық ара қатынасы	Қоспалардың құрамы
Вт	ватт	Қуаттылық	1 Вт = 1 Дж/с
В	вольт	Кернеу	1 В = 1 Вт/1 А (А - Ампер, тоқ күші

Алғысөз

ЕҚТ бойынша анықтамалық мазмұнының қысқаша сипаттамасы: халықаралық аналогтармен өзара байланысы

"Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалық (бұдан әрі – ЕҚТ бойынша анықтамалық) Қазақстан Республикасының Экология кодексін (бұдан әрі – Экологиялық кодекс) іске асыру мақсатында әзірленді.

ЕҚТ бойынша анықтамалық Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысымен бекітілген Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағидаларына (бұдан әрі - Қағидалар) сәйкес әзірленді.

Ең үздік қолжетімді техникаларды қолдану салаларының тізбесі Экологиялық кодексінің 3-қосымшасында бекітілді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу кезінде осы саладағы халықаралық тәжірибе ескерілді, оның ішінде Қазақстан Республикасының қалыптасқан экономикасы құрылымының ерекшелігін және климаттық, сондай-ақ экологиялық жағдайларына негізделген бейімделу қажеттігін ескере отырып, Экономикалық ынтымақтастық және даму ұйымына, Еуропалық Одаққа мүше мемлекеттерде, Ресей Федерациясында, басқа елдер мен ұйымдарда ресми түрде қолданылатын мынадай ұқсас және салыстырмалы анықтамалықтар пайдаланылды:

Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Ferrous

Metals Processing Industry. (Қара металдарды қайта өңдеу өнеркәсібі үшін ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша анықтамалық құжат) [1];

Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production (Шойын мен болат өндіруге арналғ ең қолжетімді технологиялар бойынша анықтамалық құжат) [2];

Best Available Techniques Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries (Түсті металлургия үшін ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша анықтамалық құжат) [3];

Best Available Techniques Reference Document for the Management of Waste from Extractive Industries (Өндіруші өнеркәсіп қалдықтарымен жұмыс істеудің ең үздік қолжетімді әдістері бойынша анықтамалық құжат) [4];

Industrial Emissions Directive 2010/75/EU Integrated Pollution Prevention and Control/2010/75/ "Өнеркәсіптік шығарындылар және/немесе төгінділер туралы (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы) ЕО Еуропалық парламентінің және ЕО Кеңесінің директивасы[5];

ИТС 27–2021 "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру" ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалығы [6].

ЕҚT бойынша анықтамалықтың қолданылу саласын, сондай-ақ белгілі бір қолдану саласы үшін ЕҚТ ретіндегі технологиялық процестерді, жабдықтарды, техникалық тәсілдер мен әдістерді, сондай-ақ технологиялық процеске бір немесе бірнеше ЕҚТ жиынтығын қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу бойынша техникалық жұмыс тобы белгіледі.

Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру жөніндегі өнеркәсіптік кәсіпорындардан атмосфераға шығарылатын эмиссиялардың ағымдағы жай-күйі жылына шамамен 2 050 тоннаны құрайды. Еуропалық Одақтың салыстырмалы анықтамалық құжаттарында белгіленген эмиссиялар деңгейлеріне сәйкес келмеген жағдайда, ЕҚТ қағидаттарына көшуге одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру жөніндегі кәсіпорындардың дайындығы шамамен 40 % - ды құрайды.

ЕҚТ қағидаттарына көшкен кезде қоршаған ортаға эмиссиялардың болжамды қысқаруы 60%-ды құрайды немесе жылына шамамен 1 230 тоннаға азайтылады.

Болжамды инвестициялар көлемі 14,5 млрд. теңге. ЕҚТ енгізгенде нақты кәсіпорынның экономикасын және ЕҚТ қағидаттарына көшуге кәсіпорынның дайындығын, ЕҚТ өндіретін елді таңдауды, қуаттылық көрсеткіштерін, ЕҚТ габариттерін және ЕҚТ орналастыру деңгейін ескере отырып ЕҚТ таңдалатын жеке тәсіл көзделеді.

Заманауи және тиімді техниканы қолдана отырып, өндірістік қуаттарды жаңғырту Экономикалық ынтымақтастық және даму ұйымы (ЭЫДҰ) елдерінің эмиссияларына сай келетін тиісті деңгейлерге дейін ресурс үнемдеуге және қоршаған ортаны сауықтыруға ықпал ететін болады.

Деректерді жинау туралы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу мақсатында Қазақстан Республикасында қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезінде қолданылатын шығарындылар, төгінділер, қалдықтардың пайда болуы, технологиялық процестер, жабдықтар, техникалық тәсілдер, әдістер туралы ақпарат кешенді технологиялық аудит (бұдан әрі – КТА) жүргізу процесінде жиналды, оны жүргізу ережесі Қағидаларға енгізілген. КТА жүргізілетін объектілердің тізбесін "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу бойынша техникалық жұмыс тобы бекітті.

Басқа ЕҚТ бойынша анықтамалықтармен өзара байланыс

ЕҚТ бойынша анықтамалық Экология кодексінің талаптарына сәйкес әзірленетін ЕҚТ бойынша ұлттық анықтамалықтар сериясының бірі болып табылады.

ЕҚТ бойынша анықтамалығы төмендегілермен байланысты болады:

р/с №

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың атауы

Байланысты процестер

1	2	3
1	Энергия өндіру мақсатында ірі қондырғыларда отын жағу	Дайындамаларды қыздыру кезінде пештерде отын жағу
2	Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезіндегі энергетикалық тиімділік	Жылу және электр энергиясын тұтыну процестері
3	Ірі кәсіпорындарда өнімдерді (тауарларды) өндіру, жұмыстарды орындау және қызметтерді көрсету кезінде сарқынды суларды тазалау.	Сарқынды суларды тазарту процестері
4	Шойын және болат өндірісі	Шикізатты дайындау процестері
5	Қалдықтарды кәдеге жарату және залалсыздандыру	Қалдықтарды өңдеу

Қолданылу саласы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық Экологиялық кодексінің 3-қосымшасына сәйкес төмендегі негізгі қызмет түрлеріне қолданылады:

Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі, оның ішінде:

сұрыпталған илем өндірісі;

ыстықтай илемделген илем өндірісі;

суықтай илемделген илем өндірісі;

суықтай илемделген илем өндірісі (қаңылтыр, конструкция, жабын, металл жолақтар және т.б.)

мырышталған және алюминий-мырышталған табақ өндірісі;

су-газ құбырларының өндірісі;

полимермен жабындалған мырышталған илем өндірісі;

құбыр илемдеу өндірісі.

Осы ЕҚT бойынша анықтамалықтың қолданылу саласын, сондай-ақ қолданылу саласы үшін ЕҚТ ретіндегі технологиялық процестерді, жабдықтарды, техникалық тәсілдер мен әдістерді "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу бойынша техникалық жұмыс тобы белгіледі.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық эмиссиялар көлеміне және (немесе) қоршаған ортаның ластану ауқымына әсер етуі мүмкін негізгі қызмет түрлерімен байланысты келесі процестерге де қолданылады:

шикізатты сақтау және дайындау;

өндірістік процестер (пирометаллургиялық);

эмиссияларды және қалдықтардың пайда болуын болдырмау және азайту әдістері;

өнімді сақтау және дайындау.

ЕҚТ бойынша анықтамалық кен өндіру, байыту және концентраттар алу процестеріне, өндірісті үздіксіз пайдалану үшін қажетті көмекші процестерге қолданылмайды.

Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезінде өнеркәсіпті экологиялық қауіпсіз техникалармен қамтамасыз ету, сондай-ақ қалдықтардың әртүрлі түрлерін кәдеге жарату немесе техногендік қалдықтарды кешенді пайдалану проблемаларын шешу мәселелері қаралады.

Өндірістегі қалдықтарды басқару аспектілері осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта негізгі технологиялық процесс барысында пайда болатын қалдықтарға қатысты ғана қаралады. Қосалқы технологиялық процестердің қалдықтарын басқару жүйесі тиісті ЕҚТ бойынша анықтамалықтарда қаралады.

Қолданылу қағидаттары

Құжаттың мәртебесі

ЕҚТ бойынша анықтамалық объект/объектілердің операторларына, уәкілетті мемлекеттік органдарға және жұртшылыққа объект/объектілердің операторларын "жасыл" экономика және ең үздік қолжетімді техника қағидаттарына көшуге ынталандыру мақсатында ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданылатын салаға жататын мен кез келген перспективалы техникалар туралы ақпарат беруге арналған.

Өндірістер жөніндегі ЕҚТ бойынша анықтамалықта қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезіндегі саланың жай-күйі туралы, неғұрлым кең таралған және жаңа, перспективалы техникалар туралы, ресурстарды тұтыну және эмиссиялар туралы, экологиялық және энергетикалық менеджмент жүйелері туралы жүйеленген ақпарат қамтылған.

ЕҚТ айқындау бірқатар халықаралық қабылданған өлшемдер негізінде төмендегі салалар (ЕҚТ қолданылатын салалар) үшін жүзеге асырылады:

аз қалдықты технологиялық процестерді қолдану;

өндірістің жоғары ресурстық және энергиялық тиімділігі;

суды ұтымды пайдалану, су айналымы циклдерін құру;

ластануды болдырмау, аса қауіпті заттарды пайдаланудан бас тарту (немесе пайдалануды барынша азайту);

заттар мен энергияны қайта пайдалануды ұйымдастыру (мүмкін болса);

(ЕҚТ қолданылатын салаларға тән инвестициялық циклдар ескерілетін) экономикалық нысаналылық.

Қолдануға міндетті ережелер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың "6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды" деп аталатын бөлімінің ережелері ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындыларды әзірлеген кезде міндетті түрде қолданылуы тиіс.

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындылардың бір немесе бірнеше ережесінің жиынтығын қолдану қажеттілігін объект операторлары технологиялық көрсеткіштер сақталған жағдайда кәсіпорындағы экологиялық аспектілерді басқару мақсаттарына сүйене отырып өз бетінше айқындайды. Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта берілген ең үздік қолжетімді техникалардың саны мен тізбесі ендіруге міндетті болып табылмайды.

Объектілердің операторлары ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытынды негізінде ең үздік қолжетімді техникалар бойынша қорытындыларда бекітілген технологиялық көрсеткіштер деңгейіне қол жеткізуге бағытталған экологиялық тиімділікті арттыру бағдарламасын әзірлейді.

Ұсынымдық ережелер

Ұсынымдық ережелер сипаттамалық сипатта және ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді белгілеу процесін талдауға және ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау кезінде талдауға ұсынылады:

1-бөлім: қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі, саланың құрылымы, қолданылатын өнеркәсіптік процестер және қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру техникалары туралы жалпы ақпарат берілген;

2-бөлім: ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасы, ЕҚТ-ны сәйкестендіру тәсілдері сипатталған;

3-бөлім: өндіріс процесінің немесе түпкілікті өнімді өндірудің негізгі кезеңдері сипатталған, қара металдарды одан әрі қайта бөлу бұйымдарын өндірудегі қондырғылардың экологиялық сипаттамалары туралы мәліметтер мен ақпараттар ағымдағы шығарындылар, шикізатты тұтыну және сипаты, суды тұтыну, энергияны пайдалану және қалдықтардың пайда болуы тұрғысынан берілген;

4-бөлім: технологиялық процестерді жүзеге асыру кезінде олардың қоршаған ортаға теріс әсерін төмендету үшін қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсер ететін объектіні қайта жаңартуды талап етпейтін әдістер сипатталған;

5-бөлім: ЕҚТ анықтау мақсатында қарастыру үшін ұсынылатын қолданыстағы техникалардың сипаттамасы берілген;

7-бөлім: жаңа және перспективалық техникалар туралы ақпарат ұсынылған;

8-бөлім: ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау шеңберінде болашақ жұмысқа арналған қорытынды ережелер мен ұсынымдар берілген.

1. Жалпы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде Қазақстан Республикасының металлургия саласының сипаттамасын, сондай-ақ осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласына тән негізгі экологиялық проблемалардың сипаттамасын, эмиссиялардың ағымдағы деңгейлерін, сонымен қатар энергетикалық, су және шикізат ресурстарын тұтынуды қоса алғанда, нақты қолданылу саласы туралы жалпы ақпарат қамтылған.

1.1. Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдары өндірісінің құрылымы мен технологиялық деңгейі

Тау-кен металлургиялық кешен (ТМК) - Қазақстан Республикасы (ҚР) экономикасының аса маңызды стратегиялық секторларының бірі. Қазіргі уақытта ТМК-нің ЖІӨ-дегі үлесі 7% астам, өнеркәсіптік өндіріс көлеміндегі үлесі 19 %, өңдеу өнеркәсібі өнімдеріндегі үлесі 35%-дан астам. Сала кәсіпорындарында 300 мыңнан астам адам жұмыспен қамтылған, бұл республиканың жұмыспен қамтылған жалпы халқының шамамен 3,6% - ын құрайды.

Қара металлургия - кенді және кенді емес шикізатты, кокс химия өнеркәсібі, шойын, болат, прокат, ферроқорытпалар, болат және шойын құбырлары өнімдерін, сондай-ақ одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын (сұрыпталған илем, табақтық илем, ақ және қара қаңылтыр, мырыш, алюминий-мырыш және полимер жабыны бар илем), қара металдардың металл ұнтақтарын өндіру және байыту жөніндегі кәсіпорындарды технологиялық және ұйымдастырушылық жағынан біріктіретін ауыр өнеркәсіп саласы.

Бұрыннан қалыптасқандай, елдегі металлургияның негізгі кәсіпорындары бастапқы қайта өңдеу мәселелерімен айналысады. Негізінен бұл жерде кен мен концентратты өндіру және экспорттау туралы айтылып отыр. Бүгінде ТМК өз өнімдерінің 95 %-ын, ең бастысы түсті металдарды - мысты, мырышты, қорғасынды, алюминийді экспорттайды, ал қара металлургияда – ыстықтай илемделген және суықтай илемделген илемді, жабындалған илемді, сұрыпталған илемді және құбыр өнімін экспорттайды.

Қара металлургия кәсіпорындарының бірнеше түрі бар:

толық циклді кәсіпорындар. Өндірістік циклдың көптеген сатысы – кен байыту, кокс өндірісі, металл қорыту және илемдеу бір объектіде шоғырланған. "АрселорМиттал Теміртау" АҚ - республикадағы толық металлургиялық циклі бар жалғыз кәсіпорын;

металлургиялық қайта өңдеу кәсіпорындары. Көптеген сатылардың бірі, негізінен, болат пен қорытпа өндірісі бөлек сала болып бөлінген, мысалы: "KSP Steel" ЖШС ӨФ, "Кастинг" ЖШС ӨФ;

шағын қара металлургия. Металл өндіру цехтары машина жасау кәсіпорындарының құрамына кіретіндігімен сипатталады.

Қара металды балқыту және қайта өңдеу бойынша толық циклді металлургия саласының құрамына мынадай міндеттерді орындайтын кәсіпорындар кіреді:

металл кендерін өндіру, оларды байыту;

қосалқы кенді емес шикізатты – отқа төзімді сазды, әктас флюстерін өндіру және дайындау;

кокс газын өндіруді қоса алғанда, кокс-химия өнеркәсібі;

қара металды (шойынды, болатты және қорытпаларды, илемді, қара металдың металл ұнтақтарын) балқыту;

болат және шойын құбырларды өндіру;

қара металл сынықтары мен өндіріс қалдықтарын қайта өңдеу.

Қара металлургия кәсіпорындары дайын өнімнің негізгі бөлігін құйма және қолданбалы шойын, конвертерлік болат, сондай-ақ дайын (сұрыпталған, ыстықтай илемделген, суықтай илемделген және т.б.) илем, болат және шойын құбырлары түрінде шығарады. Қолданбалы шойын кейіннен құрамындағы көміртек әркелкі болатты өндіру үшін қорытылады және көміртексіздендіріледі. Болаттың көп бөлігі кесек түрінде өндіріледі, ол әрі қарай әртүрлі қималы профиль (дайындамалар; табақтық илем; сұрыпталған илем; жапсарсыз құбырлар, арнайы түрлерін) өндіру үшін сомдалады және илемделеді.

Қайта өңдейтін және шағын кәсіпорындардың қара металлургия шикізаты – болат өңдеуге арналған жартылай фабрикат – шойын, металл сынықтары және негізгі металлургия өндірісінің өзге қалдықтары болып табылады. Болат құймалар немесе үздіксіз құйылған дайындамалар - жартылай фабрикат, олардан әртүрлі әдістермен қажетті бұйымдар алынады. Негізінен болатты қысыммен өңдеу қолданылады: күш түсіру әсерінен металл берілген формасын сақтай отырып, деформацияланады.

Қайта өңдейтін металлургиялық кәсіпорындардың соңғы өнімі металды қысыммен өңдеу (МҚӨ) процестерін қолдана отырып алынған болат пен қорытпадан жасалған әртүрлі формадағы бұйымдар болып табылады, олардың негізгілері мыналар:

илемдеу – айналмалы біліктер арасындағы кеңістікте металды деформациялаудан тұратын, нәтижесінде дайындама сығылып, созылатын және илем біліктерінің профиліне байланысты берілген форманы (профильді) қабылдайтын МҚӨ ең жоғары өнімді процесі. Процесс болат пен қорытпалардан жасалған металл өнімдерінің барлық түрлерін өндіруде қолданылды [7];

металды престеу металды контейнердің қуысынан оның бүйіржағына орнатылған матрицаның тесігі арқылы сығып шығаруды білдіреді. Ыстықтай деформацияланған құбырлар мен фасондық профильдерді әзірлеген кезде қолданылады [8];

сымдау – тарту күшін түсіру арқылы жұмыс құралындағы (сымдауыш) тесік арқылы (көбінесе суық) металды деформациялауды білдіретін процесс. Сымдау тәсілімен сымды, шағын диаметрлі құбырды, сонымен қатар дөңгелек, шаршылық және алты бұрышты қималы темір шыбықтар дайындалады [9];

сомдау – соғу машинасының балғасымен (балға, сыққыш және т.б.) соққылау жүктемесін түсіре отырып металдың, көбінесе ыстық күйдегі металдың формасын өзгерту. Қара металлургияда көбінесе әртүрлі мақсаттағы дайындамаларды алу үшін, мысалы, әртүрлі жабдықтарды дайындау үшін кесектерді деформациялауда қолданылады;

қалыптау кезінде пішінделген қалып беткейлері арасында деформациялау арқылы металдың формасы өзгертіледі. Процесс машина жасауда қолданылады, ал оның басқа түрі – табақты қорамалап пісірілген құбыр дайындау барысында пайдаланылады. Қалыптау ыстық және суық болуы мүмкін. Осы тәсілмен өте дәл өлшемді бұйымдарды өндіруге болады;

суықтай пішіндеу — илемдеу орнақтарында табақтық немесе қада түріндегі болатты деформациялау процесі. Табақтық болаттан кесе-көлденең еніндегі конфигурациясы әртүрлі бүгілген профильдер жасайды, ал қадалардан суықтай пішіндеу орнақтарында майыстыру арқылы – суықтай майыстырылған арматура жасайды.

Илемдеу қара металды одан әрі қайта өңдеу өндірісінде жаппай қолданылып жүрген процесс болып табылатындықтан, көбінесе барлық үшінші металлургиялық қайта өңдеу бұйымдары илем деп аталады. Суық және ыстық илем болып екіге бөлінеді, олардың айырмашылығы - өңделетін шикізаттың температурасы әртүрлі болады. Суық илем созымдылық деңгейі жоғары шикізатқа қолданылады, ол металл құрылымын сақтап қалуға және оның физикалық қасиеттерін өзгеріске ұшыратпауға мүмкіндік береді. Илем процесі жартылай фабрикаттар өндірісінің соңғы кезеңі емес. Мысалы, қара металлургия бұйымдары үшін жабын қабатымен жабындау немесе шынықтыру сияқты әдістер қолданылуы мүмкін. Бұл коррозияға төзімділігін арттыруға, беріктігін күшейтуге және тозу деңгейін төмендетуге мүмкіндік береді. Металлургия саласында өндірілетін өнімнің басым бөлігін болат құбырлар құрайтынын айта кеткен жөн. Екінші орында - машина жасауда қолданылатын табақтық және сұрыпталған металл.

Сұрыпталған илемнің болат профилі тікелей конструкцияларда (көпірлерде, ғимараттардың жабындарында, теміржол рельстерінде) пайдаланылады. Тікелей пайдалану үшін сұрыпталған илем кеңінен қолданылады: (дөңгелек, шаршылық, жолақтық, теңбүйірлі және теңбүйірлі емес бұрыштық, швеллерлер, қоставрлы арқалық, шпунттық қада, құбыр, тегіс арматуралық болат және периодты профиль және басқалары). Жоғарыда аталған сұрыпталған илемнің барлығы кең диапазонда стандартты өлшеммен шығарылады. Пісірілген конструкциялы классикалық болат құбырлар табақтық илемнен жасалады. Илемнің арнайы түрлеріне: (теміржол техникасының өстері мен доңғалақтары; әртүрлі мақсаттағы тісті доңғалақтар) сияқты күрделі элементтер жатады. Шойынды бір қалыпта құю әртүрлі мақсаттағы (металл және ағаш өңдейтін білдектер) машина тұғырығы үшін қолданылады.

1.2. Ресурстар мен материалдар

Қазақстан Республикасының қара металлургиясын дамытуға ықпал ететін шикізат көздері темір кені, хромит және марганец кендерінің кен орындары, кокстелетін көмір, флюсті және отқа төзімді шикізат болып табылады. Темір кені, марганец және хром салаларының шикізат базасы және оларды өндіру қазақстандық қара металлургия кәсіпорындарының қазіргі және перспективалық қажеттіліктерін толық қанағаттандыру үшін ғана емес, сонымен қатар тиімді экспорттық қызмет үшін де жеткілікті.

Темір кендерінің негізгі баланстық қорлары Қостанай және Қарағанды облыстарында шоғырланған, олардың базасында тау-кен байыту кәсіпорындары жұмыс істейді.

Толық циклді кәсіпорындарда кен өндіріледі, кен байытылады, балқытылады. Кенді өңдеу және бастапқы металды (шойын) өндіру үшін көп мөлшерде кокс, кен шикізаты және электр энергиясы қажет. Шикізат пен отын қара металл өндірісінің жалпы шығындарының 90 % - дан астамын құрайды.

Қазақстан Республикасы Ұлттық экономика министрлігі Статистика комитетінің (бұдан әрі – Қазақстан Республикасы Статистика комитеті) деректеріне сәйкес 2020 жылы тау-кен өндіру саласында заттай мәнде 1.1-кестеде көрсетілген негізгі өнеркәсіптік өнім мынадай көлемде өндірілді.

1.1-кесте. Өнеркәсіп өнімдерінің заттай түрдегі өндірісі

р/с №	Өнімнің атауы	Өндірілген өнім, мың т.		Өнеркәсіптік өнім көлемінің заттай көрсеткіштерден өзгеруі, 2020 ж. % 2019 ж.
р/с №	Өнімнің атауы	2020 ж.	2019 ж.
1	2	3	4	5
1	Темір кендері	62 865,0	62 975,2	99,8
2	Темір кенді концентраттар	12 673,2	11 642,9	108,8
3	Темір кенді агломерат	5 751,1	5 551,1	103,6
4	Темір кенді жентектер	4 814,3	5458,4	88,2
5	Хромды кендер	6 326,4	7 018,9	90,1
6	Хромды концентраттар	4 129,3	5 133,1	80,4

1.3. Өндірістік алаңдар

Қазақстанның қара металлургиясының салалық құрылымында ең үлкен үлес салмағын металлургиялық өндіріс алады, ол негізінен табақтық және сұрыптық илемнің (қара металл илемінің жалпы шығарылымының 88 %-ы) әртүрлі түрлерін өндіруге, ферроқорытпа өндірісі - ферросилиций және феррохром (тиісінше ферроқорытпалардың жалпы өндірісінің 59 және 84 %-ы) шығаруға мамандандырылған.

Қара металдан жасалған металл өнімдерінің өндірісі Қарағанды (42,3 %), Павлодар (31,5 %) және Ақтөбе (19,1 %) облыстарында шоғырланған.

Қара металды одан әрі қайта өңдеу өнімдерін шығаратын кәсіпорындардың ішінде өндірістің толық және толық емес циклінің 4 маңызды кәсіпорнын бөліп көрсетуге болады: "АрселорМиттал Теміртау" АҚ, "ССТКБӨБ" АҚ (Металл илемдейтін зауыт), "Кастинг" ЖШС Павлодар филиалы, "KSP Steel" ЖШС Павлодар филиалы.

"АрселорМиттал Теміртау" АҚ, Қарағанды облысы, Теміртау қаласы - толық технологиялық циклді металлургиялық комбинат. Кәсіпорын орналасқан алаңның көлемі - 3098,2692 га.

"АрселорМиттал Теміртау" АҚ (бұдан әрі - АМТ) тауар өнімдерінің негізгі түрлері: табақтық және орамдық суықтай илемделген илем; электролиттік қалайыланған ақ қаңылтыр және қара қаңылтыр; мырышты және алюминий-мырышты жабыны бар илем; боялған илем; электрмен пісірілген тік жікті құбыр; арматуралық болат; сұрыптық илем, сонымен қатар агломерат, темір кенді концентрат, кокс, шойын өндіріледі.

"АМТ" АҚ негізгі өнімдерінің түрлері: қолданбалы және құйма шойын; слябтар; қалыңдығы 1,5–12,0 мм ыстықтай илемделген илем; қалыңдығы 0,35-2,0 мм суықтай илемделген жазық илем; қалыңдығы 0,24-2,0 мм жабыны бар жазық илем; қалыңдығы 0,17-0,36 мм қаңылтыр; кең сұрыптамалы бүгілген профильдер.

1.2-кестеде өнім өндірісі туралы ақпарат ұсынылған (қара металлургия саласының тау-кен металлургия кешенінің КТА есебі).

1.2-кесте. Қара металлургия өнімдерін өндіру динамикасы

Өнім өндірісінің динамикасы
р/с №	Өнім түрлері, мың тонна	Өнім өндірісінің нақты көлемі , мың тонна
р/с №	Өнім түрлері, мың тонна	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7
1	Агломерат	4711,8	5270,1	5151,4	4741,4	5304,1
2	Кокс	2426,9	2596,6	2676,0	2514,6	2203,1
3	Шойын	3233,7	3595,1	3766,3	3153,6	3165,1
4	Илем	2691,1	3002,3	3219,7	2630,6	2204,4
5	Болат	3513,4	3913,9	4099,2	3360,8	3426,8

Зауыттың өндірістік қуаты туралы негізгі деректер:

кокс-химия өндірісі, құрамында 6 кокс батареясы бар, жалпы қуаты жылына 3,5 млн. тоннаға дейінгі кокс + кокстеудің химиялық өнімдерін ұстау, ректификациялау және айдау цехтары;

қуаттылығы жылына 6,5 млн. тоннаға дейінгі домна пештеріне тікелей берілетін аглоөндіріс;

өнімділігі жылына 5,5 млн. тоннаға дейін шойын және шлак өңдеу учаскесі бар үш домна пеші бар домна цехы;

өнімділігі жылына 5,4 млн. тоннаға дейін сұйық болатты құрайтын конвертерлік цех және жалпы жылдық өнімділігі 5,2 млн. тонна сляб және 1,2 млн. тонна сұрыптық дайындаманы құрайтын үш үздіксіз құю машинасы;

копр цехы;

әк күйдіру цехы (жалпы өнімділігі тәулігіне 324 тонна 3 айналмалы пеш және жалпы өнімділігі тәулігіне 750 тонна 5 шахта пеші);

қуаттылығы жылына 4,6 млн. тоннаға дейін ЛПЦ-1 ыстықтай илемдеу цехы (1700ГП орнағы);

қуаттылығы 1,3 млн. тоннаға дейін ЛПЦ-2 жолақтарды суықтай илемдеу цехы (1700 орнағы);

өнімділігі жылына 850 мың тонна ақ қаңылтыр, қара қаңылтыр, мырыштау желілеріне арналған конструкциялық суықтай илемделген илем және металл жолақтар өндірісі бойынша ЛПЦ-3 табақ илемдеу цехы (қаңылтыр цехы);

қуаттылығы жылына тиісінше 320 мың тонна және 300 мың тонна мырышпен және алюминий-мырышпен жабындайтын екі желісі бар және өнімділігі жылына 100 мың тонна полимермен жабындайтын (бояу желісі) желісі бар ыстықтай мырыштау және алюминийлеу цехы;

қуаттылығы жылына 400 мың тонна илемге дейін үздіксіз сұрыптайтын орнағы бар сұрыптай илемдеу цехы.

"АрселорМиттал Теміртау" АҚ болат департаменті өндірісінің жалпы схемасы 1.1-суретте берілген.

1.1-сурет. "АрселорМиттал Теміртау" АҚ болат департаменті өндірісінің жалпы схемасы

"АМТ" АҚ негізгі технологиялық процестері ("Қара металлургия саласы" КТА деректері) 1.3-кестеде ұсынылған.

1.3-кесте. Технологиялық процестер мен кезеңдер

р/с №	Процестің, кезеңнің атауы	Өндіріс көлемі (макс.)	Өндіріс көлемі (мин.)
1	2	3	4
1	Сұрыптық илем өндірісі	417638	261383
2	Ыстықтай илемделген илем өндірісі	3215895	2204354
3	Суықтай илемделген илем өндірісі	1123164	977937
4	Суықтай илемделген илем өндірісі (қаңылтыр, конструкция, жабын, ЫМАЦ арналған металл жолақтар)	438105	140503
5	Мырышты (қорғасынды) жабыны бар илем өндірісі	383489	351432
6	Мырышталған (қорғасынсыз) илем өндірісі	274381	231274
7	Полимер жабыны бар мырышталған илем өндірісі	105000	97200

Комбинат құрамына электр энергиясымен және қажетті технологиялық энергия ресурстарымен қамтамасыз ететін екі ЖЭО кіреді.

"АМТ" АҚ өзін негізінен кен, көмір, электр энергиясымен қамтамасыз ететін біртұтас өндіріс болып табылады.

"KSP Steel" ЖШС Павлодар филиалы

Кәсіпорын 2007 жылы ұйымдастырылды. Өнеркәсіптік алаңы Павлодар қаласының орталық өнеркәсіптік ауданында орналасқан. Металл сынықтарын жинау, сақтау және қайта өңдеу, металл сынықтарын балқыту және үздіксіз құйылған дайындамаларды өндіру, әртүрлі сұрыпты илем өндірісі, әртүрлі мақсаттағы және диаметрі әркелкі жіксіз болат құбырларының өндірісі, жөндеу мақсаттары үшін болат және шойын құймаларын өндіру, ферроқорытпа өндірісі, болат балқыту және құбыр илемдеу цехтарының негізгі өндірісіне қызмет көрсетуге арналған қосалқы өндіріс "KSP Steel" ЖШС ПФ негізгі қызмет түрі болып табылады.

"KSP Steel" ЖШС Павлодар филиалы кәсіпорны ауданы 133 га жер учаскесінде орналасқан. "KSP Steel" ЖШС ПФ негізгі өндірістік көрсеткіштері 1.4-кестеде берілген.

1.4-кесте. "KSP Steel" ЖШС ПФ негізгі өндірістік көрсеткіштері

р/с №	Бөлімшенің атауы	Өндірілетін өнімнің атауы	Өндіріс жоспары, мың тонна/жыл
1	2	3	4
1	Металлургиялық өндіріс Электр балқыту цехы (ЭСПЦ-2)	Үздіксіз құйылған дөңгелек дайындама Ø 210 и Ø 300 мм, ұзындығы 5–12 м. Үздіксіз құйылған шаршылық дайындама 150x150 мм, 200x200 мм, ұзындығы 5–12 м.	470,1
2	Құбыр илемдеу өндірісі	Жіксіз мұнай құбыры, сорғы-компрессорлық, шегендеу құбырлары, мұнай-газ саласына арналған құбырлар және жалпы мақсаттағы құбырлар	270,5
3	Илем-ұсталық цехы	Илемделген болат шарлар (Ø 40 - 100 мм) Соғылған шарлар Ø 125мм

"KSP Steel" ЖШС ПФ өнеркәсіптік алаңына мынадай құрылымдық бөлімшелер кіреді:

қоймалар - № 1, 2 шихта дайындау цехында металл сынықтарын қабылдау, түсіру, сұрыптау, жөнелту.

1. шихта дайындау цехтары - сұрыпталған металл сынықтарын қабылдау және жинақтау; оны өнімділігі әртүрлі пресс-қайшылармен механикалық кесу; металл сынықтарын пресс-пакетирде пакеттеу; металл сынықтарын (шойынды) бөлу.

2. электрмен балқыту цехы – "пеш-шөміш" қондырғысында кейіннен өңдей отырып сұйық болатты балқыту, шығару және дайындамаларды үздіксіз құю машинасында (ДҮҚМ) құйылған дайындамаларға сұйық болатты құю.

3. құбыр илемдеу өндірісі:

дайындамаларды дайындау және оларды айналдырғы типті алдын ала қыздыру пешінде қыздыру;

көлденең илем орнағында тесу;

ұстап тұратын құралбіліктегі үздіксіз орнақта құбыр илемдеу;

құбырларды қажетті өлшемге сәйкес кесу;

үстелде суыту;

кернеулі редукциялық орнақта құбырларды қайта қыздыру және қажетті мөлшерге дейін илемдеу;

сапаны бақылау;

құбырларды соңғы таза өңдеу;

қаптау және жөнелту.

4. ферроқорытпа цехында қуаты 24 МВА кенді қалпына келтіретін екі пеште және қуаты 9 МВА кенді қалпына келтіретін бір пеште ферроқорытпаларды шлакты процеспен балқыту жүзеге асырылады.

"Кастинг" ЖШС Павлодар филиалы ("Кастинг" ЖШС ПФ), Павлодар қаласы - болат металл сынықтарын балқыту және әртүрлі сұрыпты илем өндірісі.

№1 "КАСТИНГ" ЖШС ПФ негізгі № 1 өнеркәсіптік алаңы өндірістік алаңда орналасқан және барлық жағынан "KSP Steel" ЖШС-мен шектеседі. Кәсіпорын қайталама ресурстарды - қара металдардың сынықтары мен қалдықтарын пайдаланады, өнімділігі жылына 300 мың тонна электр көміртекті болатты құрайды.

1.5-кесте. "Кастинг" ЖШС ПФ негізгі технологиялық көрсеткіштері (КТА есебі)

р/с №	Бөлімшенің атауы	Өндірілетін өнімнің атауы	Өндіріс жоспары, мың тонна/жыл
1	2	3	4
	Электрмен балқыту цехы (ЭСПЦ-1)
1	Балқыту бөлімшесі және ДҮҚМ учаскесі	Шаршылық қиманың құйылған дайындамалары	343,90
2	Илем бөлімшесі	Арматуралық илем (Ø 12 - 28 мм)	123,10
3		Ыстықтай илемделген дөңгелек илем (қада) (Ø 40 - 100 мм)	59,60
4		Илемделген болат шарлар (Ø 40 - 100 мм)	45,60

"Кастинг" ЖШС ПФ өндірістік объектілері екі өнеркәсіптік алаңда орналасқан:

№1-өндірістік алаң (негізгі) – дайындамаларды үздіксіз құю учаскесі (ДҮҚМ) және прокат кешені бар №1 (ЭСПЦ-1) электрмен балқыту цехының негізгі және қосалқы бөлімшелерін қамтитын металлургиялық өндіріс;

№2-өндірістік алаң – өнеркәсіптік қатты қалдықтар полигоны.

"КАСТИНГ" ЖШС ПФ металлургиялық өндірісі № 1 электр балқыту цехының (ЭСПЦ-1) базасында ұйымдастырылған, илем бөлімшесі оның бір бөлімшесі болып табылады.

ЭСПЦ-1 илем бөлімшесінің құрамына мыналар кіреді:

ГОСТ 2590–89 бойынша диаметрі 40÷100 мм ыстықтай илемделген дөңгелек болат илем шығаруға арналған 500 орта сұрыптық илем орнағы;

диаметрі 12÷28 мм арматуралық илем шығаруға арналған 300 майда сұрыптық илем орнағы;

шарлы диірмендерге арналған майдалайтын, диаметрі 40÷100 мм болат шарларды өндіруге арналған шар илемдеу орнағы;

дайындамаларды алдын ала қыздыратын үш пеш;

металды газбен кесетін бекеттер.

Дайын өнім дайын өнім учаскесінде немесе дайын өнімнің ашық қоймасында жиналады. Дайын өнім учаскесінде траверсасы бар үш кран және бір көпірлі ілмекті кран орнатылған, сондай-ақ металды газбен кесу бекеттері бар. Ашық қоймада тиеу-түсіру жұмыстарын орындау үшін екі мосылық кран орнатылған.

Кәсіпорын жетекші еуропалық өндірушілердің жабдықтарымен жабдықталған, олардың ішінде Danieli, SiderEngineering, Vezzani, Lindeman, Siemens те бар. Мұның өзі заманауи технологияларды қолданумен бірге жоғары сапалы өнім шығаруға мүмкіндік береді.

"ССТКБӨБ" АҚ (Рудный қ., Қостанай облысы) Рудный өнеркәсіптік алаңының құрамына металл илемдеу зауыты (МИЗ) кіреді.

Кәсіпорын болат илемін: магнетит темір кендерін ұнтақтауға арналған майдалайтын денелерді (шарлар, өзектер), құрылыс арматурасын шығаруға мамандандырылған.

MИЗ өндірістік құрылымы өзара байланысты үш негізгі бөлімшеден құралған:

бір корпуста орналасқан Электрмен болат балқыту цехы (ЭББЦ);

илем цехы және Жөндеу-механикалық цехы (ЖМЦ).

Майда сұрыпты илем дайындауға арналған үздіксіз құю дайындамаларын өндіру – 78 550 тонна. Дөңгелек қималы ыстықтай илемделген болат шыбықтар өндірісі – 36 120 тонна. Шарлы диірмендерге арналған, майдалайтын илемделген болат шарлар өндірісі – 38 880 тонна.

Илем цехында дайындамалардан шарлар, арматура және шыбықтар түрінде дайын өнім алынады. Ол үшін илем цехында дайындамалар қыздыру пешінде қыздырылады, содан кейін дайындамалар қажетті өлшемге дейін орнақтарда илемделеді. Дайындамалар 500 және 420 илемдеу орнақтарынан кейін шар өндірісіне жіберіледі және ішінара дайын біліктер түрінде шығарылады, ал 12–28 мм дейінгі диаметрге дейін илемделген дайындамалар дайын арматура түрінде шығарылады. Шар дайындау учаскесі диаметрі 100, 60 және 30 мм болатын болат шарлар шығарылатын бес линиядан тұрады. Әрбір линия индукциялық жылыту пешімен, илемдеу машинасымен және шарларды шынықтыратын қондырғымен жабдықталған. Металл илемдеу зауытының аумағында сыйымдылығы 75 000 тонна металл сынықтарының ашық айналым қоймасы көзделген.

1.4. Энергетикалық ресурстарды тұтыну

Қара металлургия энергияны көп қажет ететін салалардың бірі. Энергия ресурстарының ең ірі тұтынушылары домна, кокс-химия және илем өндірістері болып табылады.

Металлургиялық кәсіпорынның негізгі өндірістік процестері отын энергетикалық ресурстарды - мотор отынын (бензин, керосин, дизель отыны), электр және жылу энергиясы, қазандық-пеш отынын (мазут, сұйытылған газ, кокс газы, домна газы) айтарлықтай мөлшерде үздіксіз пайдаланады.

Өнімді өндіру үшін бастапқы және қайталама энергия ресурстары пайдаланылады.

Негізгі бастапқы энергия ресурстары:

қазандық-пеш отыны (тас көмір, сұйытылған газ, табиғи газ) – кәсіпорынның технологиялық процестерінде, сондай-ақ жылу және электр энергиясын өндіруде қолданылады;

мотор отыны (дизель отыны және бензин) – кәсіпорынның технологиялық процестерінде, сондай-ақ адамдар мен жүктерді тасымалдау үшін қолданылады;

жылу энергиясы (ыстық су және бу) – ол технологиялық процестерде де қолданылады, сонымен қатар әкімшілік және өндірістік ғимараттарды, ғимараттар мен құрылыстарды жылыту үшін қолданылады;

электр энергиясы;

ТС керосині – 1 (бензин түріндегі реактивті отын);

мазут

су (техникалық, шаруашылық-ауыз су);

сығылған ауа;

ауаны ыдырату өнімдері (оттек пен азот).

Металлургия саласындағы энергия ресурстарының негізгі үлесі көмірге, мазутқа және электр энергиясына тиесілі.

Технологиялық процестер нәтижесінде алынған қайталама энергия ресурстарына мыналар жатады:

кокс газы;

домна газы;

Конвертерлік газ қазіргі уақытта пайдаланылмайды және алауларда өртеледі.

Кокс газы Қарағанды көмір бассейнінің көмірін кокстеу нәтижесінде пайда болады. Кокс-химия өндірісі өндірістік қуаты жылына 3,5 млн. тонна кокс болатын алты кокс аккумуляторынан тұрады. Кокс пен ілеспе кокс газының негізгі өнімдерінен басқа шайыр да түзіледі, бұл өнімдер химиялық тұту, ректификация цехтарына және шайыр айдау цехына келіп түседі.

Домна газы, толық жанбаған көміртек өнімі ретінде домна пештерінде шойынның балқуы нәтижесінде пайда болады.

Төменде металлургиялық кәсіпорынның технологиялық процестері бойынша негізгі ЖЭО бөлу диаграммалары келтірілген.

1.2-сурет. Өндіріс технологиялары бойынша электр энергиясын тұтыну

1.2-суреттегі диаграммада электр энергиясын тұтынудың негізгі үлесі - 34 %-ы флюстелген домналық агломерат өндірісінде, сонымен қатар айтарлықтай бөлігі - 21 %-ы ыстықтай илемдеу өндірісінде пайдаланылатыны көрсетілген.

Илем өндірісінде электр қуаты көп жұмсалады. Электр энергиясы негізінен күштік процестерге және тасымалдау-көтеру механизмдеріне жұмсалады. Бұл процестерге электр энергиясының жалпы шығыны тоннасына 100-120 кВт*сағ. деп бағаланады. Максималды жүктемені пайдалану сағаттарының саны 5000-6000 аралығында. Электр энергиясы шығындарының үлкен диапазоны өндірістің негізгі технологиялық ағынындағы, сондай-ақ тазадай өңдеу жұмыстарындағы энергия шығындарын айқындайтын дайындамалар мен дайын илемнің мөлшері, болат маркалары мен мақсаты бойынша сұрыптық ерекшелігімен түсіндіріледі. (Ірі сұрыптық орнақта – майда сұрыптық және сымдық илеммен салыстырғанда, қалың табақтық орнақта – кең жолақты орнақтармен салыстырғанда, сұрыптық және табақтық илеммен салыстырғанда металды талап етілетін аз кермелеу кезінде қыспақ орнақта илемдеу үшін электр энергиясы аз шығындалады).

Өнеркәсіпте және отын-энергетика секторында энергия үнемдеудің жоғары әлеуетін іске асыру, ең алдымен, өнім өндірісі мен энергетикалық ресурстардың технологиялық процестерін жаңғыртумен байланысты.

Жалпы қара металлургияда ЕҚТ бағалау кезінде және бұйымдарды өндіру кезінде, атап айтқанда қара металды одан әрі қайта өңдеу кезінде энергияны пайдалану - аса маңызды мәселе. Өнеркәсіптің айтарлықтай энергия сыйымдылығы кәсіпорын басшыларын энергия үнемдеу бағдарламалары мен энергия тиімділігін арттыру шараларын әзірлеуге инвестициялауға мәжбүрлейді. Осы мақсатта металлургия өнеркәсібі кәсіпорындарында энергия менеджменті саласындағы шешімдер қолданылады.

Кәсіпорынның құрылымдық бөлімшелерін энергетикалық ресурстармен үшінші тарап көздері қамтамасыз етуі мүмкін, сондай-ақ кәсіпорынның құрылымдық бөлімшелерінің өздері де өз бетінше шығаруы (өндіруі) мүмкін.

Оларға автономды өндіруші қуаттарды пайдалану есебінен жылумен және энергиямен жабдықтауға жұмсалатын шығындарды қысқарту кіреді. Металлургиялық кәсіпорындарда энергия үнемдеудің елеулі әлеуеті ескірген жабдықты тиімдірек жабдыққа ауыстыру, сондай-ақ энергия үнемдейтін технологияларды енгізу есебінен негізгі жабдықты пайдаланудан туындаған шығындарды азайту болып табылады. Энергия үнемдейтін іс-шараларға қолданыстағы энергетикалық, технологиялық және қосалқы жабдықтарды жаңғырту, жөндеу және оны неғұрлым заманауи және энергия тиімді жабдыққа ауыстыру жатады.

Мұндай іс-шараларға, мысалы, инновациялық технологияларды қолдана отырып, сыртқы және ішкі жарықтандыру жүйелерін жаңарту, жиіліктік-реттелмелі жетектерді орнату және т.б. жатады. Энергия тұтынуды оңтайландыруда кәсіпорындардың энергия шаруашылығын басқарудың автоматтандырылған жүйелері, сондай-ақ энергия ресурстарының шығынын диспетчерлеу және жедел бақылау жүйелері маңызды рөл атқарады.

Ірі технологиялық қондырғылар мен өндірістердің энергетикалық тиімділігінің көрсеткіші шығарылатын өнім бірлігіне шаққандағы энергетикалық ресурстардың үлестік шығыны болып табылады.

Металлургия өндірісінде қолданылатын электр жабдықтары келесі топтарға бөлінеді:

электр энергиясын беру және тарату құрылғылары: электр беру желілері, трансформаторлар, кабельдер;

электр жабдықтары: жарықтандыру және әртүрлі механизмдер, құрылғылар мен қол құралдары;

басқару, бақылау, байланыс және автоматтандыруға арналған жабдық.

1.3-сурет. Сұйытылған газды тұтыну.

1.3-суреттегі диаграммада сұйытылған газды тұтынудың негізгі үлесі полимерлік жабынмен қапталған мырышталған илем өндірісіне және конвертерлердегі болат өндірісіне, тиісінше 38% және 36 % жұмсалатыны көрсетілген. Сондай-ақ газ қорғасынмен және қорғасынсыз мырышталған илем өндірісінде қолданылады. Газды тұтынатын негізгі жабдық - әртүрлі пештер мен оттық құрылғылар.

Металлургия саласының кәсіпорындарында өндірістік процестерде көп мөлшерде су пайдаланылады. Қажетті судың айналымды сумен жабдықтау (айналым) деп аталатын көп бөлігі қайта пайдаланылады. Су айналымын пайдалану белгілі бір технологиялық процеске, оның ішінде қолданылатын химиялық реагенттерге байланысты, нәтижесінде судағы заттардың концентрациясы артады. Нәтижесінде заттардың концентрациясы технологиялық процестерде қолдануға жарамсыз тым жоғары концентрацияға жетуі мүмкін. Айналымдағы судағы химиялық заттардың қажетті концентрациясын сақтау үшін таза су есебінен толықтыру жүзеге асырылады. Таза су әдетте ең жақын жердегі су көзінен (өзен, көл) алынады.

Металлургиялық кәсіпорындарда шаруашылық-тұрмыстық қажеттіліктерді қамтамасыз ету үшін әдетте сыртқы жеткізушіден шарт бойынша бөлек сатып алынатын су пайдаланылады. Сондай-ақ, шаруашылық-тұрмыстық қажеттіліктерге арналған су ретінде кәсіпорында өз тазартқыш құрылғыларымен тазартылған және дайындалған су пайдаланылады. Мұндай су кейбір (мысалы, сүзгі маталарын жуу, компрессорларды салқындату) өндірістік процестерде де қолданылады.

Қара металлургия кәсіпорындарында су тұтыну деңгейін азайтудың негізгі бағыттары: технологиялық газдарды тозаңнан, күкірт және азот оксидтерінен тазартудың құрғақ тәсілдерін енгізу; металды майсыздандыру және өңдеуден кейін металды жуу әдістерін жетілдіру; ірі металлургиялық агрегаттарды (мысалы, пештер мен илемдеу орнақтарын) ауамен салқындатудың жаңа схемаларын қолдану; айналымды сумен жабдықтау жүйелерін жетілдіру; буландырып салқындатуды, сондай-ақ ыстық химиялық тазартылған сумен салқындатуды қолдану [10].

1.5. Негізгі экологиялық проблемалар

Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіруді тұтас металлургиялық өндірістен бөлек алып қарастыру мүмкін емес, өйткені мұндай қайта өңдеу үздіксіз металлургиялық циклдің ажырамас бөлігі болып табылады. Алайда, егер қоршаған ортаға теріс әсер ету дәрежесін ескерсек, онда дәл осы бөлік ресурстарды тұтынудың және ластағыш заттардың эмиссияларының ең аз меншікті мәндерімен сипатталады.

Металлургиялық кәсіпорындардың қоршаған ортаға теріс әсері төмендегідей бірқатар себептерге байланысты:

ескі металлургия зауыттарында атмосфераға ластағыш заттардың үлестік мөлшері жұмыс істеу барысында көбірек (қазіргі өндіріспен салыстырғанда) бөлінетін ескірген технологиялық процестер мен технологиялық жабдықтарды пайдалану;

технологиялық агрегаттарда тазалау және залалсыздандыру жүйесінің болмауы немесе жұмыс істеп тұрған тозаң және газ тазарту қондырғыларының тиімсіз жұмысы;

орталықтандырылған газды бұру және тазарту жүйесінің болмауы, аласа құбырлармен атмосфера ластанатын көптеген шағын көздер;

сарқынды суларды жеткіліксіз тазарту.

Интеграцияланған табиғатты қорғау технологияларын енгізудің басымдығы шығарылатын эмиссиялардың жоғары көлемімен және уыттылық деңгейімен айқындалады және бір мезгілде мынадай бағыттар бойынша жүзеге асырылады:

өнеркәсіптік шығарындыларды тазартудың тиімді жаңа әдістері мен қондырғыларын әзірлеу және енгізу;

қалдықтардың негізгі мөлшері түзілетін технологиялық кезеңдерді қысқартуға немесе жоюға мүмкіндік беретін қолданыстағы технологияларды жетілдіру және жаңа технологияларды әзірлеу;

қалдықтарды кәдеге жаратудың ұтымды әдістерін енгізу.

Қайта өңдеу металлургиясы кәсіпорындарындағы атмосфералық ауаның ластануының негізгі көздері жылыту пештері, отпен тазарту машиналары және желіндіру агрегаттары, сондай-ақ ыстықтай илемдеу орнақтары болып табылады. Қара металлургияны өңдеудің басқа түрлерімен салыстырғанда илемдеу цехтарында тозаң мен газдар аз түзіледі.

Қара металлургияның барлық белгілі технологиялық процестерінде атмосфераны, суды және жер бетін ластайтын зиянды газдар мен тозаң, шлактар, шламдар, құрамында әртүрлі химиялық компоненттер бар сарқынды сулар, скраптар, отқақтар, отқа төзімді заттардың сынықтары, қоқыс және басқа да шығарындылар түрінде көп мөлшерде қалдықтар пайда болады.

Қара металды қайта өңдеу болатты ыстықтай илемдеу және суықтай илемдеу сияқты өндіріс технологияларын қамтиды. Әртүрлі өндірістік тізбектері бар көптеген дайындамалар мен дайын өнімдер шығарылады.

Ыстықтай илемдеу орнақтары әдетте келесі технологиялық кезеңдерді қамтиды: механикалық (тазалау, тегістеу); илемдеу температурасына дейін қыздыру; отқақты жою; илемдеу (оның ішінде енін кішірейтуді, соңғы өлшеміне және қасиетіне дейін илемдеуді қоса алғанда) қаралтым өңдеу және өңдеу (қию, көлденең кесу, кесу). Олар өндірілетін өнім түріне және құрылымдық ерекшеліктеріне қарай жіктеледі: блюмингтер мен слябингтер, ыстық жолаққа арналған орнақ, табақтық илемдеу орнағы, илемдеу орнағы, арқалық және сұрыптық илемдеу орнағы және уатқыштар.

Ыстықтай илемдеудің негізгі экологиялық проблемалары:

атмосфералық ауаға NOx және SOx шығарындылары;

пештердің энергия тұтынуы;

бұйымдарды өңдеу, илемдеу немесе бетін механикалық өңдеу кезіндегі (ұшпа) тозаң шығарындылары;

құрамында ірі түйірлі отқақтар, майда түйірлі бөлшектер және эмульгацияланған майлар бар сарқынды сулардың төгіндісі;

құрамында май бар қалдықтар және т.б.

Суықтай илемдеу кезінде ыстықтай илемделген жолақтың қасиеті, мысалы, қалыңдығы, механикалық және технологиялық сипаттамалары, кіретін материалды алдын ала қыздырмай біліктер арасында сығу есебінен өзгереді. Ыстықтай илемдеу орнағынан кейінгі орамдар суықтай илемдеуге шикізат болады.

Төмен қоспаланған және қоспаланған болат (көміртекті болат) үшін келесі технологиялық операциялар қолданылады: өңдеу; сығу үшін илемдеу; кристалдық құрылымын қалпына келтіру үшін суару немесе термоөңдеу; қажетті механикалық қасиеттерін, формасын және беткейдің кедір-бұдырлығын қалыптастыру үшін ілгері-кейінді илемдеу, сонымен қатар таза өңдеу.

Жоғары қоспаланған (тот баспайтын болат) болатқа арналған технологиялық процесс көміртекті болаттың технологиялық процесімен салыстырғанда қосымша кезеңдерді қамтиды. Негізгі кезеңдері: ыстық күйде суару және өңдеу; суықтай илемдеу; қорытынды суару және өңдеу (немесе суару); ілгері-кейінді илемдеу және өңдеу.

Мырышты, алюминий-мырышты жабынмен илемдеу өндірісінің технологиясы келесі кезеңдерді қамтиды:

беттерді химиялық және/немесе термиялық өңдеу арқылы тазарту;

термиялық өңдеу;

балқытылған металл құйылған ваннаға батыру;

өңдеу.

Батырып жабындау процесінде болат табақ (мырыш, алюминий) балқытылған металл арқылы үздіксіз өткізіледі.

Полимерлі жабыны бар мырышталған илемді өндіру технологиясы жолақтарды дайындау, бояу жағу (төменгі қабатты және негізгі бояу қабатын жағу бояу камераларында роликтермен жүргізіледі) және жабынды пеште кептіру жөніндегі операцияларды қамтиды.

Қаңылтыр өндіру процесі мен қаңылтыр цехының жабдықтары автотабақтар мен мырышталған табақтарды өндіру процестеріне ұқсас. Негізгі айырмашылығы – суықтай илемделген жолақтар орамы ілгері-кейінді илемдеген соң қалайылау (қалайымен жабындау) агрегаттарына келіп түседі. Қаңылтырдың қазіргі заманғы өндірісіне тән процестер - үздіксіз өңдеу, суару, ілгері-кейінді илемдеу, электролиттік қалайылау процестерін қолдана отырып, орамдарда суық илемдеу.

Суықтай илемдеудің негізгі экологиялық проблемалары:

атмосфераға құрамында қышқыл бар булардың шығарындылары, жуғыш ерітінділер, илемді өңдеу және жолақтарды тазалау процесінде, сонымен қатар пайдаланылған қышқылды ерітінділердің регенерациясы кезінде түзілетін майлы тұман;

аралас қышқылмен желіндіруден бөлінетін және пеш жаққанда шығатын түтін газдарынан бөлінетін NOx шығарындылары;

тозаң шығарындылары, мысалы, отқақты жою кезіндегі шығарындылар;

пайдаланылған қышқыл және сарқынды сулар;

құрамында май бар қалдықтар және басқалары.

1.5.1. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

Барлық балқытылатын болаттың шамамен 90 %-ы илемдеуге жіберіледі. Илемдеу — металды деформациялау, оны айналмалы біліктермен сығу. Қара металлургияны өңдеудің басқа түрлерімен салыстырғанда илем өндірісінде тозаң мен газдар аз түзіледі.

Атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының негізгі үлесі түтін құбырлары арқылы бөлінетін газдары бар шығарындылардың ұйымдасқан көздеріне тиесілі - шығарындылардың жалпы мөлшерінің шамамен 93 % - 99 %-ы.

Илемдеу цехының шығарындыларының басым бөлігін қыздыру пештерінен шығатын шығарындылар – азот және көміртек оксидтері, күкірт диоксиді;

цехтың өзінің илемдеу жабдықтары мен өңдеу учаскелерінен - құрамында темір оксидтері, бейорганикалық тозаң бар қатты заттар құрайды.

Суықтай илемделген илем өндірісі кезіндегі шығарындыларының негізгі көздері – қалпақты пештердің, желіндіру агрегаттарының және химиялық қондырғы блоктарының реакторларының түтін құбырлары. Темір оксиді, азот оксидтері, күкірт диоксиді, көміртегі оксиді және сутегі хлориді (тұз қышқылы) бөлінеді.

Қыздыру пештерін, кептіру пештерін қыздыруға арналған отын ретінде кокс-домна газы, пропан-бутан, мазут қолданылады.

Ақ қаңылтыр өндірісінде ащы натр, тринатрий фосфаты, күкірт қышқылы, сульфамин қышқылы, натрий бихроматы ерітінділері пайдаланылады.

Қара және ақ қаңылтыр өндірісіндегі шығарындылардың негізгі көздері - жылыту пештері мен үздіксіз суару агрегаттарының түтін құбырлары, пассивтеу ванналары. Темір оксиді, кальций оксиді, азот оксидтері, күкірт диоксиді, көміртегі оксиді, күкірт қышқылы булары және хром оксиді бөлінеді.

Полимерлі жабындарды жағу желісінде (ПЖЖЖ) қорғаныш-сәндік полимерлі жабынды суықтай илемделген және ыстықтай илемделген илемге жағу жүргізіледі.

ПЖЖЖ жабдығының құрамы полимерлі материалдарды (пигментті лак-бояу эмальдары мен пластизольдер) болат жолаққа жағуды және кептіруді қамтамасыз етеді.

Ұйымдастырылмаған шығарындылар шығарындылардың жалпы массасының шамалы мөлшерін құрайды, бірақ есепке алу мен бақылаудың күрделілігіне байланысты әлі де шешімі табылмаған мәселелердің бірі болып табылады.

Илемдеу цехтарында минералды май шығарындыларының көзі болып табылатын май жертөлелері мен май қоймалары бар.

Өндіріс технологиясы бойынша жыл бойы үздіксіз жүзеге асырылатын негізгі ластағыш заттардың шығарындылары тұрақты болып табылады, басқа ластағыш заттардың шығарындылары мерзімді болып табылады.

Ауа ортасын технологиялық және аспирациялық шығарындылардан қорғау үшін мынадай шаралар қолданылады:

технологиялық жабдықтар мен құбырлардағы жіктер мен қосылыстарды герметизациялау және тығыздау;

технологиялық газдарды және аспирациялық ауаны қазіргі заманғы тиімділігі жоғары тозаң-газ ұстайтын аппараттарда тазарту;

тозаң пайда болатын орындарды аспирациялау;

өндіріс процесінің үздіксіздігі;

дабыл беру және авариялық жағдайлардың алдын алатын өндіріс процестерін блоктау.

1.4-суретте 2015-2019 жылдар кезеңіндегі ластағыш заттардың шығарындылары бойынша деректер және А кәсіпорнының илемдеу өндірісі үшін маркерлік заттар бойынша үлестік көрсеткіштер көрсетілген (КТА-да ұсынылған мәліметтерге сәйкес).

1.4-сурет. 2015-2019 жылдардағы ЛЗ шығарындылары мен үлестік көрсеткіштері (илем өндіріс бойынша жалпы).

Төменде 2015-2019 жылдар аралығындағы өндірістік процестерге, ингредиенттерге, сондай-ақ өндірістік қуаттардың деректеріне топтастырылған ластағыш заттардың шығарындылары келтірілген.

1.5-сурет. 2015-2019 жылдардағы ЛЗ шығарындылары мен үлестік көрсеткіштері

(ыстықтай илемделген жазық илем өндірісінен).

1.6-сурет. 2015-2019 жылдардағы ЛЗ шығарындылары мен үлестік көрсеткіштері

(суықтай илемделген жазық илем өндірісінен).

1.7-сурет. 2015-2019 жылдардағы ЛЗ шығарындылары мен үлестік көрсеткіштері

(сұрыптық жазық илем өндірісінен).

1.8-сурет. 2015-2019 жылдардағы ЛЗ шығарындылары мен үлестік көрсеткіштері

(құбырларға (эпоксидтік, полиэтилендік, полипропилендік, мырыштық) жабын жағу кезінде)

1.9-сурет. В кәсіпорнының 2020-2021 жылдардағы шығарындылары.

(ыстықтай илемделген илем/шар илемдеу өндірісі кезінде)

1.10-сурет. С кәсіпорнының 2020-2021 жылдардағы шығарындылары.

(ыстықтай илемделген илем өндірісі кезінде)

1.5.2. Ластағыш заттардың төгінділері

Металлургияның қайта өңдеу кәсіпорындары судың ең ірі тұтынушылары болып табылады. Кей кәсіпорындардағы судың тәуліктік айналымы 3 млн.м³ жетеді және одан да асып түседі. Су металды өңдеуге, жабдықты салқындатуға, шығарылатын газдарды тазартуға, гидравликалық тасымалдауға және басқа да қажеттіліктерге жұмсалады. Тұтынылатын судың бір бөлігі біржола шығындалады. Олар айналымды сумен жабдықтау жүйелеріндегі булану және тамшылау, химиялық тазартылған су дайындау кезінде, технологиялық процестердің шығындарымен бірге шығындалады.

Қара металлургия кәсіпорындары, соның ішінде қайта өңдеу кәсіпорындары, айналым суымен қамтамасыз ететін жүйенің суын жоғары деңгейде қолданады, бұл су бассейнінің өнеркәсіптік сарқынды сулармен ластануын едәуір төмендетуге мүмкіндік береді.

Суды тұтыну көлемі мен шығарылатын ластағыш заттардың массасын ағынсыз технологияларды енгізу арқылы айтарлықтай қысқартуға болады. Металлургиялық кәсіпорындардың су шаруашылығының тұйық ағынсыз және аз қалдықты жүйелерінде алынған таза суды өндірістік процеске қайтара отырып, зауыттық минералсыздандыру қондырғыларында үрлемелі суларды тұзсыздандыру қолданылады. Буландыру қондырғыларын салуға күрделі шығындарды азайту мақсатында теңгерімсіз және үрлемелі суларды өнеркәсіптік қазандықтар мен кәдеге жарату қазандықтары үшін бастапқы су ретінде пайдалануға кеңес беруге болады. Механикалық, сорбциялық және натрий-катионит сүзгілерін қолдана отырып, әдеттегі су дайындаудан өткеннен кейін, нашар ластанған теңгерімсіз суларды сапасы бойынша орташа қысымды қазандықтар үшін толықтырушы су стандарттарына дейін жеткізуге болады. Бұл техниканы қолдану айналымдағы суды пайдалану дәрежесін минималды шығындармен арттыруға және сарқынды сулардың төгінділерін едәуір азайтуға мүмкіндік береді.

Салада ағынсыз құбырлы өндірісті ұйымдастырудың мысалдары бар, мұнда бүкіл кәсіпорынның өндірістік сарқынды сулары жиналып, орталықтандырылған түрде меншікті немесе үшінші тараптың мамандандырылған тазарту қондырғыларына жіберіледі, ал тазартудан кейінгі техникалық су өндіріске қайта қайтарылады. Мұндай кәсіпорындардың су көздерінен "таза" суды тұтыну көлемі шамалы, 10 %-ға дейін.

Ең жиі кездесетін бағыттардың бірі өнеркәсіптік сарқынды суларды тазартудың заманауи әдістерін енгізу болып табылады, бұл металлургиялық кәсіпорындардың төгінділерін қабылдайтын су қоймаларының ластану дәрежесін азайтуға мүмкіндік береді. Сарқынды суларды механикалық тазартуды күшейту үшін өткізу қабілеттілігінің жоғарылауымен және жоғары тиімділігімен сипатталатын құрылымдар қолданылады: арынсыз гидроциклондар; флокуляциялау камерасы бар радиалды тұндырғыштар; жүзбелі көбік-полистиролды жүктемесі бар сүзгілер; өзі жуылатын торлы сүзгілер; магниттік-дискілік аппараттар және т.б. Бұл құрылымдар шағын алаңдарды талап етеді және күрделі және пайдалану шығындары аз болады.

Технологияда қолданылатын судың белгілі бір сапалық сипаттамалары және қоспаларының сандық құрамы болуы керек, бұл кәсіпорындарда тиімді су тазарту жүйелерінің болуын талап етеді.

Жабдықты салқындатқаннан кейінгі сарқынды сулар шартты түрде таза болып саналады, ал өңдеу бөлімшелерінде металды жуып-тазалағаннан кейінгі су – химиялық ластанған су болып табылады және оны тазалау керек, көбінесе сұйық әкпен бейтараптандыру арқылы тазалау қажет.

Барлық сарқынды сулар тозаңнан, күлден және басқа қатты материалдардан тазартқан кезде пайда болатын қалқыма бөлшектермен ластанады. Илем өндірісі, сонымен қатар, майлармен, эмульсиялармен және өңдеу ерітінділермен ластану көзі болып табылады.

Жабық сумен жабдықтау жүйесінен тазартылған су төгілмейді, градирняларда немесе жылу алмастырғыштарда қажетті температураға дейін салқындатылады және илемдеу процесінде қайта пайдаланылады. Градирнялар бар болған кезде суды тұтыну булану мен үрлеу шығындарын өтеумен шектеледі (шамамен 3 % - 5 %). Жылу алмастырғыштар бар болған кезде көп мөлшерде айналым суы қажет болады.

Металлургиялық өндірістердің сарқынды суларындағы ластағыш заттардың түрлері мен концентрациясы өңделетін шикізаттың құрамына, қолданылатын технологиялық реагенттерге және сарқынды суларды тазарту (залалсыздандыру) сапасына байланысты.

Кәсіпорындарда сумен жабдықтаудың бөлек "лас" айналым циклдары (мысалы, қыздыру пештері, жұмыс торлары, орауыштар) және "таза" айналым циклдары (мысалы, салқындатқыш су) ұйымдастырылады.

Тұйық контурлар мен көп сатылы сумен жабдықтаудың болуы сарқынды сулардың ластануын болдырмайды және қара металлургияда кеңінен қолданылатын әдіс болып табылады. Суды тұтынудың үлкен көлеміне байланысты ыстық илемдеу орнақтарының суды тұтынуды азайту және сарқынды суларды ағызу мүмкіндігі жоғары.

Өнеркәсіптік сарқынды суларды тазарту әдістері: механикалық әдіс, реагентті химиялық тазарту, реагентсіз әдістер – электр-химиялық, электр-ионитті, ион алмастырғыш шайырларды қолдану, озондау.

А кәсіпорнында сарқынды сулар тазартусыз ағызуға рұқсат етілген нормативтік таза және тазартуды қажет ететін сарқынды сулар болып екіге бөлінеді.

Судың келесі санаттары нормативтік таза суға жатады:

жабдықты салқындату үшін салқындатқыш тоғаннан және сорғы станцияларынан кейін жаңа техникалық және қайта пайдаланылатын суды пайдалану нәтижесінде пайда болатын сарқынды сулар;

өнеркәсіптік-нөсерлік нормативтік-таза ағындар негізінен тек жылумен ластанады, бұл ретте бұл суларды ағызу мұнай ұстау секциясы арқылы бұру арықтары бойынша жүргізіледі;

қала аумағынан нөсер ағындары бөлінетін салқындатқыш тоғанның акваториясына төгіледі. Салқындатқыш тоғанның құммен ластануын болдырмау үшін нөсер ағындары ұсталып, алдын ала тұндыру үшін жіберіледі.

Бұл сарқынды суларды қабылдайтын - салқындатқыш тоған. Салқындатқыш тоғаннан шыққан су кәсіпорынның технологиялық қажеттіліктеріне қайта пайдаланылады, салқындатқыш тоғаннан артылған су су объектісіне жіберіледі.

Ластанған сарқынды сулар мен нөсер ағындары тазарту құрылыстарының цехына жіберіледі. Бұдан басқа, ТКЦ-ға кәсіпорынның барлық цехтарының шаруашылық-тұрмыстық сарқынды сулары, қаланың шаруашылық сарқынды сулары және қалалық өнеркәсіп кәсіпорындарының ластанған сарқынды сулары төгіледі. Тазартудан өткеннен кейін тазартылған сарқынды сулар су объектісіне ағызылады. А кәсіпорны бойынша 2015 жылдан 2019 жылға дейінгі кезеңдегі су тұтыну және су бұру көлемі 1.11-суретте көрсетілген.

1.11-сурет. А кәсіпорны бойынша 2015 жылдан 2019 жылға дейінгі кезеңдегі су тұтыну және су бұру көлемі

1.5.3. Өндіріс қалдықтарының пайда болуы және оларды басқару

Илемдеу цехтарында қатты және сұйық қалдықтар түзіледі: отқақ, хром құрамдас шламдар, темір тотығы, пайдаланылған қышқылдар (регенерат), пайдаланылған майлар, май-шламдар, түсті металл қалдықтары (гартцинк), қалайы шламы мен шлагы, катионды-алмасу шайырлары, совтол толтырылған пайдаланылған трансформаторлар, химиялық реактивтерден қалған қаптама ыдыстар, қара және түсті металл сынықтары, ағаш қалдықтары, пісірілген электродтардың күйіктері, пайдаланылған майлар, ҚТҚ, май сіңген шүберек, мұнай өнімдерімен ластанған ағаш үгіндісі, жоңқасы, құрылыс қалдықтары, шалаәк, резеңке қалдықтары, абразивті бұйымдардың сынықтары, абразивті-металды тозаң, пайдаланылған сынап құрамдас шамдар, май шламы, химиялық реактивтерден қалған ыдыс, майдан босаған ыдыс, аспирациялық тозаң, пайдаланылған арнайы киім мен арнайы аяқ киім.

Металлургиялық кәсіпорында басшылыққа алынатын негізгі ереже - өндірістік қалдықтардың көлемін азайту және оларды қайта пайдалану әдісін табу.

Илем және құбыр өндірісінде пайда болатын қалдықтардың көпшілігі металлургия өндірісінде қайта пайдаланылады. Қолданыстағы тәжірибеге сәйкес көптеген қалдықтар жанама өнім санатына ауыстырылады.

Өндірістік қалдықтардың бір бөлігі кәсіпорындарда сұрыпталғаннан кейін рециклингке немесе сақтау полигонына жіберіледі немесе бөгде ұйымдарға беріледі. Полигондарға шығарылатын қалдықтардың көлемі барынша аз болуы керек.

Мысалы, газ тазарту және аспирациялық жүйелерден шығатын тозаң балқыту пештерінен, технологиялық желілерден және басқаларынан бөлінетін газдар мен аспирациялық ауаны қатты бөлшектерден циклондар, Қапшық сүзгілер және басқа да тозаңтұтқыш жабдықтар арқылы құрғақ тазарту нәтижесінде пайда болады. Газ тазарту және аспирациялық жүйелерден шығатын тозаң өндіріске ішінара қайтарылады.

1.12-суретте А кәсіпорнында 2015-2019 жж. қалдықтардың пайда болуы және қайта өңделуі туралы мәліметтер келтірілген.

1.12-сурет. А кәсіпорнында қалдықтардың пайда болуы және қайта өңделуі туралы мәліметтер.

1.13-суретте С кәсіпорнында 2020-2021 жж. қалдықтардың пайда болуы және қайта өңделуі туралы мәліметтер (КТА есептерінде ұсынылған деректерге сай) келтірілген.

1.13-сурет. С кәсіпорнында қалдықтардың пайда болуы және қайта өңделуі туралы мәліметтер.

Кәсіпорындағы қалдықтарды басқару жүйесі келесі кезеңдерден тұрады: образование; жинау, жинақтау, сақтау; есепке алу, сәйкестендіру; паспорттау; тасымалдау; жауапкершілік.

Өндіріс қалдықтарының түзілуі негізгі және қосалқы өндірістің технологиялық процестерімен, жабдықтар мен техниканы жоспарлы-алдын алу жөндеулерімен айқындалады.

Ластанған Қапшық сүзгілер, сүзгілегіш элементтер, "биг-бэг" қаптама ыдыстары бөлінетін газдарды тазартатын Қапшық сүзгілерді пайдалану, техникалық қызмет көрсету және жөндеу, әртүрлі маркалы сүзгілердегі сүзгі элементтерін ауыстыру, хромшпинельді ұнтақты ыдысынан босату және аспирациялық тозаңды "биг-бэг" қаптарынан босату және басқаларының нәтижесінде пайда болады. Қалдықтар мамандандырылған кәсіпорынға беріледі.

Қалдықтар металл контейнерлерге және қораптарға жиналады.

Қалдықтарды қайта өңдеу, сондай-ақ полигонға немесе мамандандырылған кәсіпорындарға тапсыру үшін жинақтау кезеңінде оларды қолданыстағы нормалар мен қағидаларға сәйкес жабдықталған арнайы орындарда кәсіпорын аумағында уақытша жинақтау (6 айдан аспайтын мерзімде сақтау) көзделеді.

1.5.4. Физикалық әсер ету факторлары

Шу мен діріл металлургия саласымен байланысты кең таралған проблемалар болып табылады және олардың көздері технологиялық процестің барлық кезеңдерінде кездеседі. Қондырғының қоршаған ортаға шығаратын өндірістік шуы медициналық, әлеуметтік және экономикалық аспектілері бар теріс әсер етуші фактор болып табылады.

Шу – өндірістік жағдайларда туындайтын және қызметкерлерде жағымсыз сезім туғызатын және адам ағзасы мен жүйесінде объективті өзгерістер туғызатын, уақыт бойынша ретсіз өзгеретін қарқындылығы мен жиілігі әртүрлі дыбыстардың жиынтығы.

Шу 45 Гц-тен 11000 Гц-ке дейінгі жиілік диапазонында бағаланады. Акустикалық өлшеулер кезінде дыбыс қысымының деңгейлері жиілік жолақтарына тең октава (жоғарғы шекаралық жиіліктің төменгі жиілікке қатынасы 2 болатын жиілік жолағы), жартылай октава немесе 1/3 октава шегінде анықталады.

Шудың қарқындылығын сипаттау үшін тітіркену мен есту қабілеті арасындағы логарифмдік байланысты ескеретін өлшеу жүйесі - бел шкаласы (немесе децибел - дБ) қабылданды. Осы шкала бойынша дыбыс қарқындылығының әрбір келесі сатысы алдыңғысынан 10 есе үлкен.

Илем өндірісінің көптеген технологиялық операциялары төмен және жоғары жиілікті шудың пайда болуымен бірге жүреді. Деңгейі рұқсат етілген санитарлық нормалардан едәуір асатын қатты шуларға металды рольгангпен тасымалдау, орнақта илемдеу, арамен кесу, ақауларды шабу жатады.

Илем цехтарындағы жеке қол операцияларындағы діріл адам ағзасына зиянды әсер етеді. Осыған байланысты металл бетіндегі ақауларды пневматикалық қашаулармен қолмен кесу, бетті егеп тегістеу, пневматикалық құралдың көмегімен металды қолмен таңбалау өте қауіпті.

Илем процесінде шудың ең маңызды көздері өніммен жұмыс істеу болып табылады. Басқа көздердің, мысалы, жоғары қысыммен отқақты жоюдың, пешті жылытатын сорғыш желдеткіштердің және ыстық/суық аралаудың да маңызы зор болуы мүмкін. Өніммен жұмыс істеудегі негізгі проблемалар, мысалы, үлкен диаметрлі құбырлардың соққылық шуына және қалың табақтардың қозғалысына байланысты. Секциялық орнақтардың салқындату қондырғылары салқындату барысында өнімдерді жылжыту кезінде жоғары шу көзі бола алады. Жоғары қысыммен отқақты кетіру (кейбір жағдайларда 250 бардан жоғары) үзіліссіз шудың тағы бір көзі болып табылады. Қайта қыздыру пешінің тарту желдеткіштері үздіксіз жұмыс істейді, бірақ жылдамдығы реттелуі мүмкін, сондықтан жиілігі мен деңгейі әртүрлі шу шығарады. Профильдер немесе рельстер сияқты сұрыптық илемдер ыстықтай немесе суықтай кесуге арналған араның көмегімен желіде немесе автономды режимде қажетті ұзындықтар бойынша кесіледі. Кесу/үйкелу әрекетінен жоғары жиілікті шу шығады. Шу үзік-үзік немесе жоғары жиілікті болуы мүмкін. Шудың абсолютті деңгейі (децибелмен) жабдыққа/зауытқа байланысты, бірақ 85 дБА-дан асуы мүмкін.

Шу мен дірілді бірнеше тәсілмен өлшеуге болады, бірақ олар әдетте әр технологиялық процеске қарай әртүрлі болады, бұл ретте дыбыс жиілігін және өндірістік алаңнан елді мекендердің қаншалықты қашықтықта орналасқанын ескеру қажет.

Адамға шу мен дірілдің ұзақ уақыт әсер етуі оның есту аппаратын зақымдауы мүмкін, орталық жүйке жүйесін бұзады, тыныс алу және пульс жылдамдығының өзгеруіне әкеледі, зат алмасу жүйесінің бұзылуына, жүрек-қан тамырлары ауруларының, гипертониялық аурудың пайда болуына ықпал етеді, кәсіби ауруларға душар етуі мүмкін. Сондықтан металлургиялық зауыттар жұмыс орындарындағы (өндірістік шу) шудың әсер ету деңгейін ең төменгі деңгейге дейін, сонымен қатар зауыт пен карьер шекарасындағы (қоршаған ортаның шуы) көршілес қызмет түрлеріне (тұрғын аудандар, қоғамдық ғимараттар, басқа да өндірістік және коммерциялық елді мекендер, т.б.) әсер етуі мүмкін шуды минималды шамаға дейін азайту бойынша шаралар қабылдауы және шараларды жүзеге асыруы тиіс.

Тиісті техникалық қызмет көрсету желдеткіштер мен сорғылар сияқты жабдықтардың теңгерімділігінің бұзылуын болдырмауға көмектеседі. Жабдық арасындағы қосылыстар шудың берілуін болдырмау немесе азайту үшін арнайы түрде құрастырылуы мүмкін. Шуды азайтудың жалпы әдістеріне мыналар жатады: шу көзін қоршау үшін үйінділерді пайдалану, шу шығаратын қондырғылар немесе компоненттер үшін дыбыс сіңіретін конструкциялардан жасалған корпустарды пайдалану, жабдыққа арналған дірілге қарсы тіректер мен қосқыштарды пайдалану, шу шығаратын қондырғыларды мұқият реттеу, дыбыс жиілігін өзгерту.

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау әдіснамасы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласы үшін ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау рәсімін "Халықаралық жасыл технологиялар және инвестициялық жобалар орталығы" КЕАҚ (бұдан әрі – Орталық) атынан ЕҚТ бюросы және "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу мәселелері жөніндегі техникалық жұмыс тобы Ережелеріне сәйкес ұйымдастырды.

Осы рәсім шеңберінде ЕҚТ-ны айқындаудың халықаралық практикасы мен тәсілдері, оның ішінде ЕҚТ-ны айқындау және ЕҚТ негізінде экологиялық рұқсаттар алу шарттарын орындау үшін экологиялық тиімділік деңгейлерін белгілеу жөніндегі нұсқаулыққа негізделген тәсілдер ескерілді.

2.1. ЕҚТ-ны детерминациялау, іріктеу қағидаттары

Ең үздік қолжетімді техникаларды айқындау Экологиялық кодекстің талаптарына сәйкес қағидаттар мен критерийлерге, сондай-ақ "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" ЕҚТ бойынша анықтамалығын әзірлеу мәселелері бойынша техникалық жұмыс тобының іс-әрекеттерінің реттілігін сақтауға негізделген:

1) эмиссиялардың маркерлік ластағыш заттарын ескере отырып сала үшін негізгі экологиялық проблемаларды айқындау;

Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісінің әрбір технологиялық процесі үшін маркерлік заттардың тізбесі айқындалған (толығырақ ақпарат осы ЕҚТ анықтамалығының 6-бөлімінде келтірілген).

Маркерлік заттар тізбесін айқындау әдісі негізінен осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласында жүргізілген кәсіпорындардың КТА барысында алынған жобалық, технологиялық құжаттаманы және мәліметтерді зерделеуге негізделді.

Негізгі ластағыш көздердің эмиссияларының құрамында болатын ластағыш заттар тізбесінен, егер олар төмендегі сипаттамаларға сәйкес болған жағдайда, әрбір технологиялық процесс үшін жеке маркерлік заттар тізбесі айқындалды:

зат қарастырылып отырған технологиялық процеске тән (жобалау және технологиялық құжаттамада негізделген заттар);

зат қоршаған ортаға және (немесе) халықтың денсаулығына айтарлықтай әсер етеді, оның ішінде уыттылығы жоғары, канцерогендік, мутагендік, тератогендік қасиеттері, кумулятивті әсері дәлелденген, сондай-ақ тұрақты органикалық ластағыш заттарға жататын заттар.

2) саланың экологиялық проблемаларын кешенді шешуге бағытталған кандидат техникаларды айқындау және сипаттау;

Кандидат техникалардың тізбесін қалыптастыру кезінде осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласының экологиялық проблемаларын кешенді шешуге бағытталған, Қазақстан Республикасында және ЕҚТ саласындағы халықаралық құжаттарда бар (КТА нәтижесінде анықталған) технологиялар, тәсілдер, әдістер, процестер, тәжірибелер, амалдар мен шешімдер қарастырылды, нәтижесінде 5-бөлімде ұсынылған кандидат техникалардың тізімі анықталды.

Әрбір кандидат техника үшін технологиялық сипаттау және кандидат техниканың техникалық қолданылуына қатысты пайымдаулар; кандидат техниканы енгізудің экологиялық көрсеткіштері және кандидат техниканы сенгізуден түсетін әлеуетті пайда; экономикалық көрсеткіштер, әлеуетті Кросс-медиа әсерлер (ортааралық) және қажетті жағдайлар берілген.

3) техникалық қолдану, экологиялық тиімділік және экономикалық тиімділік көрсеткіштеріне сәйкес кандидат техникаларды талдау және салыстыру;

ЕҚТ ретінде қаралатын кандидат техникаларға қатысты мынадай реттілікпен бағалау жүргізілді:

1. технологиялық қолдану параметрлері бойынша кандидат техниканы бағалау;

2. экологиялық нәтижелілік параметрлері бойынша кандидат техниканы бағалау.

Келесі көрсеткіштерге қатысты сандық мәнмен (өлшем бірлігі немесе қысқарту/ұлғайту %) көрсетілген кандидат техникаларды енгізудің экологиялық әсеріне талдау жүргізілді:

атмосфералық ауа: шығарындыларды болдырмау және (немесе) азайту;

су тұтыну: жалпы су тұтынуды азайту;

сарқынды сулар: төгінділерді болдырмау және (немесе) азайту;

топырақ, жер қойнауы, жерасты сулары: табиғи ортаның компоненттеріне әсерін болдырмау және (немесе) азайту;

қалдықтар: өндірістік қалдықтардың түзілуін/жиналуын болдырмау және (немесе) азайту және/немесе оларды қайта пайдалану, қалдықтарды қалпына келтіру және қалдықтарды энергетикалық кәдеге жарату;

шикізат тұтыну: тұтыну деңгейін азайту, баламалы материалдармен және (немесе) өндіріс және тұтыну қалдықтарымен алмастыру;

энергия тұтыну: энергетикалық және отын ресурстарын тұтыну деңгейін қысқарту; баламалы энергия көздерін пайдалану; заттарды регенерациялау және қайта өңдеу және жылуды қалпына келтіру мүмкіндігі; өз қажеттіліктеріне электр және жылу энергиясын тұтынуды қысқарту;

шу, діріл, электрмагниттік және жылу әсерлері: физикалық әсер ету деңгейін төмендету;

Сондай-ақ, кросс-медиа әсерлерінің болмауы немесе болуы ескерілді.

Кандидат техниканың жоғарыда аталған көрсеткіштердің әрқайсысына сәйкестігі немесе сәйкес келмеуі КТА нәтижесінде алынған мәліметтерге негізделді.

ЭЫДҰ-ға мүше мемлекеттерде ресми қолданылатын ЕҚТ бойынша бекітілген ұқсас анықтамалықтарда ұсынылған ЕҚТ тізбесінен алынған кандидат техникалар экологиялық нәтижелілік тұрғысынан бағаланбағанын айта кеткен жөн.

3. ЕҚТ-ны қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді анықтау.

ЕҚТ қолдануған байланысты эмиссиялар деңгейлерін және өзге де технологиялық көрсеткіштерді айқындау көп жағдайда өндірістік процестің соңғы сатысында теріс антропогендік әсерді төмендетуді және ластануды бақылауды қамтамасыз ететін техникаларға қатысты қолданылған.

2.2. Техниканы ЕҚТ-ға жатқызу өлшемшарттары

Экологиялық кодекстің 113-бабының 3-тармағына сәйкес ең үздік қолжетімді техниканы айқындау өлшемшарттары:

аз қалдықты технологияны пайдалану;

қауіптілігі неғұрлым аз заттарды пайдалану;

технологиялық процесте түзілетін және пайдаланылатын заттардың, сондай-ақ қалдықтардың қолданылуға келетіндей шамада қалпына келтірілуі мен рециклингіне ықпал ету;

өнеркәсіптік деңгейде табысты сыналған процестердің, құрылғылардың және операциялық әдістердің салыстырмалылығы;

ғылыми білімдегі технологиялық серпілістер мен өзгерістер;

тиісті эмиссиялардың қоршаған ортаға әсер ету табиғаты, ықпалы мен көлемі;

жаңа және жұмыс істеп тұрған объектілер үшін пайдалануға берілу күні;

ең үздік қолжетімді техниканы ендіруге қажетті мерзімдердің ұзақтығы;

процестерде пайдаланылатын шикізат пен ресурстардың (суды қоса алғанда) тұтынылу деңгейі мен қасиеттері және энергия тиімділігі;

қоршаған ортаға эмиссиялардың жағымсыз әсері мен қоршаған орта үшін тәуекелдерді болғызбау немесе олардың жалпы деңгейін барынша қысқарту қажеттігі;

аварияларды болғызбау және қоршаған ортаға жағымсыз салдарларды барынша азайту қажеттігі;

халықаралық ұйымдар жариялаған ақпарат;

Қазақстан Республикасында немесе одан тыс жерлерде екі және одан да көп объектілерде өнеркәсіптік енгізу.

2.3. ЕҚТ-ны қолданудың экономикалық аспектілері

2.3.1. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

Ең үздік қолжетімді техникалар, қағида бойынша, бүкіл әлемде кеңінен танымал, ал экономикалық бағалау ЕҚТ енгізу мүмкіндігі немесе одан бас тарту туралы шешім қабылдаудың қосымша өлшемшарты болып табылады. Егер ЕҚТ-ны сәтті өнеркәсіптік пайдалану нәтижелерінің нақты дәлелдері/мысалдары болса, ол қолайлы болып саналады. Мәселен, ЕО елдері ЕҚТ-ны анықтаған кезде өнеркәсіптік пайдалануға берілген және табиғатты қорғау тиімділігі іс жүзінде расталған технологияларды ғана ескереді.

ЕҚТ әрдайым экономикалық нәтиже бермейтінін ескерген жөн және олардың қолданылуы белгілі бір технологиялық процестерді, қондырғылады/агрегаттарды/жабдықтарды пайдаланудың, реагенттер мен компоненттердің құнының, шығындар мен пайдалардың арақатынасының, капитал құнының, ЕҚТ-ны енгізуді іске асыру мерзімдерінің және басқа да факторлардың инвестициялық негізділігімен анықталады. ЕҚТ-ның жалпы экономикалық тиімділігі нақты кәсіпорынның қаржы-экономикалық жағдайымен айқындалады және кәсіпорынның жоспарлы-экономикалық қаржы қызметтері ЕҚТ-ны жүзеге асырудың техникалық-экономикалық негіздемесіне өз бетінше негіздеу жүргізеді.

Әлемдік тәжірибеде жалпы қабылданған тәсілдерге сәйкес, ЕҚТ енгізу тиімділігін экономикалық бағалау төмендегідей әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылуы мүмкін:

шығындардың инвестициялық негізділігі бойынша;

шығындар мен пайданы талдау бойынша;

кәсіпорынның бірқатар негізгі көрсеткіштеріне: айналымына, операциялық пайдасына, қосылған құнына және т.б. (тиісті қаржылық мәліметтер болған кезде) шығындардың қатынасы бойынша;

қол жеткізілген экологиялық нәтижеге және т.б. жұмсалған шығындар бойынша.

Экономикалық бағалау тәсілдерінің әрқайсысы кәсіпорынның қаржылық-экономикалық қызметінің әртүрлі аспектілері бойынша қоршаған ортаны қорғау жөніндегі іс-шараларды іске асыру нәтижесін көрсетеді және ЕҚТ бойынша шешім қабылдау көзі бола алады. Объект операторы салалық және өндірістік ерекшеліктерді ескере отырып, ЕҚТ-ны экономикалық бағалауға өзі үшін ең қолайлы бағалау тәсілдерін немесе оладың үйлесімін қолданады.

Жалпы экономикалық бағалау нәтижелері бойынша ЕҚТ-ны былайша саралауға болады:

техникалар шығындарды азайтқанда, ақшаны үнемдегенде және/немесе өнімнің өзіндік құнына шамалы әсер еткенде, экономикалық жағынан үнемді болады;

техника шығындардың өсуіне әкелетін белгілі бір жағдайларда үнемді, бірақ қосымша шығындар кәсіпорынның экономикалық жағдайлары үшін қолайлы болып саналады және алынған экологиялық пайдаға ақылға қонымды пропорцияда болады;

техника шығындардың өсуіне әкеліп соқтырса және қосымша шығындар кәсіпорынның экономикалық жағдайлары үшін қолайсыз болса немесе алынған экологиялық пайдаға пропорционалды болмаса, экономикалық тиімсіз болады.

Бірнеше баламалы ЕҚТ арасынан таңдаған кезде, ең шығынды техниканы анықтау үшін экономикалық тиімділігінің тиісті көрсеткіштеріне салыстыру жүргізіледі.

Жалпы ЕҚТ қағидаттарына көшу кәсіпорынға экономикалық жағынан тиімді болуы және оның экономикалық тиімділігін төмедетпеуі және ұзақ мерзімді келешекте қаржы жағдайын нашарлатпауға тиіс.

ЕҚТ-ға экономикалық бағалау жүргізген кезде өндірістің ұзақ, орта және қысқа мерзімді келешекте тиімділігі мен рентабельділігінің ағымдағы деңгейде сақталуын ескере отырып, жалпы сала бойынша ЕҚТ-ны іске асыру мүмкіндігі мәселесі назарға алынуы қажет.

Жалпы қаржы шығындарын және экологиялық пайданы ескере отырып ЕҚТ-ны іске асыру мүмкіндігі осы сала үшін кеңінен енгізуге жеткілікті ауқымда расталса, ЕҚТ салалық деңгейде экономикалық қолайлы деп танылады.

Маңызды инвестициялық капитал салымдарын талап ететін ЕҚТ үшін азаматтық қоғамның қоршаған ортаға теріс әсерлерді азайту мақсатында табиғат қорғау шараларын іске асыру бойынша сұранысы мен объект операторының инвестициялық мүмкіндіктері арасындағы орынды баланс анықталуы тиіс. Бұл ретте ЕҚТ енгізу процесіне ерекше тәртіптеме қолданылатын жағдайларды дәлелдеу үшін жауапкершілік объект операторына жүктеледі.

2.3.2. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

Салынатын инвестициялардың кірістілігі және үнемділігі тұрғысынан ЕҚТ былайша бағаланады:

кірісті – оларды сатудан немесе қаражатты үнемдеуден қосымша кіріс алған жағдайда;

кіріс бөлігінде тиімсіз, бірақ компанияның ағымдағы немесе болашақ қаржылық жағдайы тұрғысынан рұқсат етілген;

компанияның өз қаржы шығындары бойынша кіріссіз және енгізу мүмкін емес;

шығындармен салыстырғанда орынды экологиялық пайдаға қол жеткізеді;

қол жеткізілген экологиялық әсермен салыстырғанда негізсіз шығындары көп.

2.3.3. Кәсіпорынның шығындары мен негізгі көрсеткіштерінің арақатынасы

Қоршаған ортаны қорғау жөніндегі шараларға салынатын инвестициялардың орындылығын анықтау үшін ЕҚТ шығыстарының және кәсіпорын қызметінің бірқатар негізгі экономикалық нәтижелерінің: жалпы кіріс, айналым, операциялық пайда, өзіндік құн және т.б. (деректер қол жетімді болған кезде) арақатынасын талдауға болады.

Мұндай талдауда Еуропа Одағының кәсіпорындарға жүргізген сауалнамасы бойынша алынған, мұндай арақатынастарды төмендегідей үш санатқа бөлетін анықтамалық мәндер шкаласын қолдануға болады:

қолайлы шығындар – егер инвестициялар негізгі көрсеткіштермен салыстырғанда салыстырмалы түрде аз болса және оларды әрі қарай талқыламастан қолайлы деп санауға болса;

талқылайтын шығындар - инвестициялардың орындылығын нақты бағалау қиын немесе мүмкін болмаған кездегі орташа шығындар;

қолайсыз шығындар – егер инвестициялар кәсіпорынның негізгі нәтижелеріне қатысты шамадан тыс болса.

Мәндер шкаласын Фламанд технологиялық зерттеулер институтының ЕҚТ бойынша орталығы ЕҚТ-ны экономикалық бағалау бойынша модельді әзірлеу барысында айқындады. Модельге арналған деректер арнайы әдебиеттен алынды, нақты компаниялар және жеткізушілер бойынша мәліметтермен толықтырылды. Бұл ретте, компаниялардың репрезентативті үлгісі бойынша жылдық есептерді орташалау жүргізілді, мұндай "орташаланған" компанияның бухгалтерлік балансы қажетті экономикалық көрсеткіштер мен қаржылық коэффициенттерді есептеу үшін пайдаланылды. Модель 10-нан астам ЕҚТ салалық зерттеулерінде, әсіресе ұзақ мерзімді инвестициялық циклі бар ірі/жаһандық тау-кен металлургия және химия өнеркәсібі кәсіпорындарын қоса алғанда, компанияларының құрылымы бірдей және "орташа" компанияны анықтау үшін компаниялар саны көп салаларда табысты пайдаланылды.

Қоршаған ортаны қорғауға салынатын инвестициялардың жүзеге асырылуының болжамды анықтамалық мәндері

2.1-кесте. Қоршаған ортаны қорғауға салынатын инвестициялардың жүзеге асырылуының болжамды анықтамалық мәндері

р/с №	Шығындардың негізгі көрсеткіштерге қатынасы	Қолайлы	Талқылайтын	Қолайсыз
1	2	3	4	5
1	Жылдық шығындар/айналым	< 0,5%	0,5 – 5%	> 5%
2	Жылдық шығындар/операциялық кіріс	< 10%	10 – 100%	> 100%
3	Жылдық шығындар/қосылған құн	< 2%	2 – 50%	> 50%
4	Жылдық шығындар/ЕҚТ-ға жалпы инвестициялық шығындар	< 10%	10 – 100%	> 100%
5	Жылдық шығындар/жылдық табыс	< 10%	10 – 100%	> 100%

Анықтамалық мәндер шкаласы шығындары өте көп технологияларды тізімнен алып тастауға немесе енгізу шығындары қандай да бір қосымша талдауларсыз жүзеге асырылады деп санауға болатын техникаларды жылдам анықтауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар "талқылайтын" шығындар санатының ішінде мәндр аралығы үлкен болғандықтан, жүзеге асырылатын табиғат қорғау инвестицияларының маңызды бөлігі осы диапазонға сәйкес болуы мүмкін, мұның өзі инвестициялардың негізділігі туралы бірмағыналы тұжырым жасау үшін тым белгісіз етеді.

Мұндай жағдайда салымдардың орындылығы ЕҚТ-ны енгізу бойынша жобаларды іске асыру кезеңі, қоршаған ортаны қорғауға салынатын инвестициялардың жалпы деңгейі, ағымдағы нарықтық жәна қаржылық жағдай және басқалары сияқты қосымша салалық аспектілерді ескере отырып бағалануы тиіс.

Жалпы анықтамалық мәндер шкаласын кейбір ЕҚТ-ны бағалау жағдайларында қолданылатын және кәсіпорынның ЕҚТ-ны енгізу мәселелерін қарастырғанда пайдаланылуы мүмкін, өзінің қаржы-экономикалық жағдайын ескере отырып өзінің жеке мәндер шкаласын құруы үшін пайдаланылатын бағалау нысанасы сияқты қарастыруға болады.

Сонымен қатар өндірістің жылдық көлемі және тауарлық өнімді іске асыру табыстары туралы деректер болғанда, кәсіпорынның өндірілген өнім бірлігіне қатысты ЕҚТ енгізуге жұмсайтын шығындары, яғни кәсіпорын өнім бірлігін өндіру кезінде ЕҚТ енгізуге жұмсайтын ақша қаражатының көлемі, сондай-ақ өнім бірлігіне шаққандағы өзіндік құнның өсуі сияқты маңызды экономикалық тиімділік көрсеткіштерін анықтауға болады.

2.3.4. Өнім бірлігіне шаққандағы өзіндік құнның өсуі

ЕҚТ жарамдылығын анықтаудың маңызды факторы кәсіпорынның оны ағымдағы өндірістік процеске енгізген кезде жұмсайтын қосымша шығындары болып табылады. Бұл өнімнің өзіндік құнын ұлғайтады және экономикалық тиімділігі тұрғысынан ЕҚТ әлеуетін төмендетеді.

Өнім бірлігін өндірудің өзіндік құны өнім өндіруге жұмсалатын жалпы жылдық ақшалай шығындардың өндірістің жылдық нақты көлеміне қатынасы ретінде айқындалады. ЕҚТ енгізуге жұмсалатын жалпы жылдық шығындардың және өндірістік өзіндік құнның пайыздық арақатынасы кәсіпорынның табиғатты қорғау шараларына жұмсайтын қосымша шығындарын ескере отырып өндіріс шығындарының өсуін білдіреді.

Мысалы, жанармай құю станцияларындағы еуропалық зерттеу буды ұстау технологиясы бензиннің өзіндік құнының бір литрге 0,1-0,2 евроцентке өсуіне әкелгенін көрсетіп отыр. Бір литрге 12,0 евроценттік операциялық маржамен салыстырғанда, тиімділік тұрғысынан өзіндік құнның өсуі қолайлы болып көрінеді.

2.3.5. Шығындар мен экологиялық нәтиженің арақатынасы

Осы анықтамалық үшін ЕҚТ-ны негізгі экономикалық бағалау тәсілі ретінде кәсіпорынның ЕҚТ енгізуге жұмсаған қаражатын және оның ластағыш заттардың эмиссияларын азайту/болдырмау және/немесе қалдықтарды азайту түріндегі ЕҚТ енгізіп қол жеткізген экологиялық нәтижесін талдау анықталды. Осы шамалардың арақатынасы жылдық есептеуде азайтылатын ластағыш заттың және/немесе қалдықтардың масса/көлем бірлігіне салынған қаражаттың тиімділігін анықтайды.

Шығындардың тиімділігі =	Жалпы жылдық шығындар
	Эмиссияларды жылдық қысқарту

Жылдық шығындар деп жылдық есептеудегі күрделі (инвестициялық) шығындардың (шығыстардың) және қарастырылатын техниканың бүкіл қызмет ету мерзімі бойынша бөлінген операциялық (пайдалану) шығыстардың сомасы түсініледі.

Жылдық шығындарды есептеу кезінде мына формула қолданылады:

Жылдық шығындар= I0r1+rn1+rn-1+OC

мұндағы:
I₀ - сатып алу жылындағы жалпы инвестициялық шығыстар,

OС - жылдық таза операциялық шығындар,

r - дисконттау мөлшерлемесі,

n - күтілетін қызмет мерзімі.

Жылдық шығындар капиталдың уақытша құнын және тиісті жабдықтың қызмет ету мерзімін ескере отырып, ЕҚТ енгізу жобасына салынған инвестициялардың көлемін көрсетеді.

ЕҚТ-ға жұмсалатын жылдық шығындарды дұрыс анықтау үшін қоршаған ортаны қорғау жабдықтарының қызмет ету мерзімін ескере отырып, келісілген дисконттау мөлшерлемесі қолданылуы керек, сондай-ақ инвестициялық күрделі салымдарды жеткілікті талдап-тексеру қажет және пайдалану шығындарының элементтері бойынша бөлу керек.

Жылдық шығындардың қол жеткен экологиялық нәтижеге арақатынасының нәтижесі ЕҚТ операторының бір масса/көлем бірлігіне шаққанда ластағыш заттардың эмиссиясын азайтуға жұмсалатын жылдық есептеудегі ақша қаражатының көлемін білдіреді.

Кандидат техниканың шығындарының қол жеткен экологиялық нәтижеге арақатынасының көрсеткіштерін салыстыру кәсіпорынның ЕҚТ-ға, қандай да бір кандидат техникаға жұмсаған ақша қаражаты тұрғысынан экономикалық жағынан қаншалықты тиімді екені туралы тұжырым жасауға және сәйкесінше ЕҚТ-ны пайдалану немесе одан бас тарту туралы шешім қабылдауға мүмкіндік береді.

Қағида бойынша, ЕҚТ-ны енгізер алдында кәсіпорынның жоспарлы-экономикалық/қаржы қызметтері оны жүзеге асырудың техникалық-экономикалық негіздеу жүргізеді. Бұл ретте ЕҚТ-ны қолдану үлкен шығындармен байланысты болуы және әрдайым экономикалық нәтиже бермеуі мүмкін.

Болжамды көрсеткіш ретінде голландиялық кәсіпорындардың тәжірибесінен алынған шығарындыларды азайту жөніндегі шаралар шығындарының тиімділігінің қолайлы деңгейін келтіруге болады.

2.2-кесте. Ластағыш заттың массасының бір бірлігіне есептелген технология енгізудің болжамды анықтамалық шығындары.

р/с №	Ластағыш зат	Шығындар, ластағыш заттардың шығарындыларын азайту, евро/1 кг
1	2	3
2	ҰОҚ	5
3	Тозаң	2,5
4	NO_X	5
5	SO₂	2,5

2.3.6. Қоршаған ортаға теріс әсері үшін төлейтін төлемдер мен айыппұлдар

ЕҚТ-ны экономикалық бағалаған кезде Қазақстан Республикасының Салық заңнамасына және Қазақстан Республикасының Әкімшілік Кодексінде белгіленген экологиялық айыппұлдарға сәйкес қоршаған ортаға теріс әсері үшін төлейтін төлемдерді есептеу пайдалы болуы мүмкін.

Қазіргі уақытта мемлекеттік деңгейде ЕҚТ енгізуді ынталандыру бойынша шаралар қабылданды, атап айтқанда, ЕҚТ енгізетін кәсіпорындар үшін қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төленетін бюджетке төлем ставкаларына нөлдік коэффициент белгіленеді және қол жеткізілген шығындарды үнемдеу ЕҚТ енгізу туралы шешім қабылдаудың шешуші факторы болуы мүмкін. Оған қоса, 2025 жылдан бастап қоршаған ортаны қорғау және ЕҚТ қолдану жөніндегі шараларды белсенді іске асыру мақсатында I санаттағы кәсіпорындардың қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемақының қолданыстағы ставкаларына 2 жоғарылатылған коэффициенті (төлемдердің екі есе ұлғаюы), 2028 жылдан бастап 4 коэффициенті және 2031 жылдан бастап 8 коэффициенті қолданылады.

Республикалық деңгейде салық заңнамасында белгіленген төлем ставкаларынан басқа, жергілікті өкілді органдардың (мәслихаттардың) белгіленген төлемақы мөлшерлемелерін көтеруге құқығы бар, бірақ 2 еседен аспауы керек.

Тиісті экологиялық рұқсат негізінде қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемақы тәртібі мен мөлшерлемелері Қазақстан Республикасының салық заңнамасымен реттеледі.

Қоршаған ортаға теріс әсер ететін қолданыстағы объектіге экологиялық рұқсатсыз эмиссияларды жүзеге асыру, ластағыш заттардың артық мөлшеріне қатысты қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін тиісті төлемақы мөлшерлемесінің он мың пайызы мөлшерінде айыппұл салуға әкеп соғады.

2.3.7. Қондырғыдағы есептеулер

Ластағыш заттардың құрамын азайту бойынша технологияларды, әсіресе ірі өнеркәсіптік кәсіпорындарда енгізу процесі көбінесе жалпы модернизация процесінің немесе өндіріс тиімділігін арттыру бойынша жүргізілетін кешенді шаралардың құрамдас бөлігі болып табылады.

Объект операторы өзінің қалыпты өндірістік қызметі немесе басқа инвестициялық жобаларды іске асыру барысында жұмсайтын басқа инвестициялық және операциялық шығындардың әсерін болдырмау үшін, қоршаған ортаға теріс әсерді азайту бойынша бастапқы және қайталама іс-шараларға арналған шығындар туралы мәліметтер кәсіпорынның ЕҚТ-ға жұмсайтын шығындарының бір бөлігін ғана көрсетуі керек.

Объект операторы осындай жобаларды іске асыру барысында жұмсайтын басқа инвестициялық және операциялық шығындардың әсерін болдырмау үшін, яғни, осы технологиялық кезеңде немесе қоршаған ортаны қорғау қондырғысында ластағыш заттардың қоршаған ортаға эмиссиясын азайтуға және/немесе болдырмауға бағытталған қондырғыдағы табиғатты қорғау шарасына жұмсалатын шығындар туралы деректер ЕҚТ анықтау үшін пайдаланылатын объективті деректер болып табылады.

Қондырғыдағы есептеулерде шығындардың жалпы сомасына:

ЕҚТ-ның ажырамас бөлігі болып табылатын негізгі технологияның/ қондырғының/жабдықтың және басқа да қажетті компоненттердің құны;

қосымша және қосалқы алдындағы/кейінгі тазарту технологияларының/ қондырғылардың/жабдықтар мен құрылыстардың құны;

онсыз ЕҚТ қолдану технологиялық тұрғыдан мүмкін емес қажетті шығын материалдарының, шикізат пен реагенттердің құны қосылады.

Қондырғыдағы есептеу объект операторының шығын баптары бойынша жалпы шығындарын жіктеу кезінде белгісіздік факторын жояды, сонымен қатар кәсіпорынның салыстырмалы көрсеткіштері бойынша баламалы ЕҚТ-ға жұмсайтын шығындарын салыстыруға мүмкіндік береді. Дәл осындай қағидат ЕҚT пайдасын есептеу кезінде қолданылады.

ЕҚТ-ны экономикалық бағалау бойынша есептеулердің нақты мысалдары әрбір сала үшін техникалық-экономикалық негіздеме (ТЭН) шеңберінде есептеледі.

3. Қолданылатын процестер: қазіргі уақытта пайдаланылатын технологиялық, техникалық шешімдер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі кезіндегі негізгі технологиялық процестердің сипаттамасы берілген, оған мынадай өндірістер кіреді: ыстықтай илемделген табақтық және орамдық илем; электролиттік қалайыланған ақ қаңылтыр және қара қаңылтыр; мырышты және алюминий-мырышты жабыны бар илем; боялған илем; ыстықтай жаншылған және тік жікті электрмен пісірілген құбырлар; арматуралық болат; сұрыптық илем.

Илем өндірісінің технологиялық процесінің негізгі міндеті - берілген формадағы, мөлшердегі және сападағы илем өнімдерін қажетті мөлшерде минималды шығындармен және ең жоғары өнімділікпен өндіру. Бұл міндет прокат өндірісінің бүкіл технологиялық процесі мен нормативтік-техникалық құжаттаманың талаптарын дәл сақтаған және орындаған жағдайда ғана шешілуі мүмкін.

Дайын илемнің қандай да бір түрін өндірудің технологиялық процесі металды өңдеудің барлық қажетті жүйелі операцияларын қамтиды. Илем өндірісіндегі технологиялық операциялардың түрі өте көп. Алайда, илем өндірісінің барлық түрлеріне тән және негізгі болып табылатындары бар.

Оларға: металды илемдеуге дайындау, металды илемдеу алдында қыздыру, илемдеудің өзі, илемді суыту, дайын илем өнімін өңдеу жатады. Бұл операциялардың әрқайсысы өз алдына бөлек, бірақ қажетті операция болып табылады және илем өндірісінің басқа технологиялық операцияларымен өзара байланысты болады. Илем өнімдерін өндірудің технологиялық операцияларының жиынтығы, олардың қажетті реттілігі илем өндірісінің технологиялық схемасы болып табылады.

Толық металлургиялық циклді металлургиялық кәсіпорындарда илем өндірісінің технологиялық схемасы құйма – жартылай өнім (дайындама) – дайын илем схемасы болып табылады. Осы схемаға сәйкес металлургиялық кәсіпорынның илем өндірісі блюм, сляб және құймалардан жасалған дайындама түрінде жартылай өнім өндірумен қамтамасыз ететін орнақтар жүйесін және сұрыптық илем немесе ыстықтай және суықтай илемделген табақтар және басқалары түрінде дайын илем шығаратын орнақтар жүйесін қамтиды, яғни қазіргі илем өндірісінің технологиялық процесі екі кезеңнен тұрады: жартылай өнім (дайындама) алу және дайын өнім (дайын илем) алу.

Сонымен қатар дайын өнімнің қандай да бір түрін өндірудің технологиялық схемасы құйманы немесе дайындаманы қыздыру және илемдеу үшін дайындаудан бастап бітіруші өңдеуге және дайын илемдеу сапасын анықтауға дейін барлық қажетті жүйелі өңдеу операцияларын қосуды көздейді.

Құрамында қысқыш орнақтары (блюмингтер, блюмингтер – слябингтер, слябингтер) мен дайындау орнақтары бар илемдеу цехтары болат қорыту цехтары мен дайын илем шығаратын орнақтар арасындағы байланыстырып тұратын буын екенін айта кеткен жөн.

Толық емес металлургиялық циклді металлургиялық кәсіпорындар үшін илем өндірісінің технологиялық схемасы құйма - дайын илем немесе жартылай өнім – дайын илем болып табылады. Бұл схемаларда жартылай өнімді тікелей осы кәсіпорында өндіруге байланысты операциялар жоқ, ал өндіріс процесі басқа тараптан алынған дайындамамен немесе дайын илем бір рет қыздырып алынатын шағын масса құймасымен жүргізіледі.

Бұл технологиялық схемалар металлургиялық кәсіпорындарда көптеп қолданылады. Металлургиялық кәсіпорындарда болатты үздіксіз құюдың сәтті дамуы илем өндірісінің технологиялық схемасын айтарлықтай өзгертті және оны үздіксіз құйылатын дайындама – дайын өнім схемасына айналдырды. Дайын илем өндірісінде илемдеу цехтарында үздіксіз құйылған дайындаманы пайдалану бірқатар технологиялық операцияларды және илем өндірісінің технологиялық процесінен қымбат тұратын қысқыш орнақтар мен дайындау орнақтарын алып тастауға мүмкіндік беретін тиімді процесс болып табылады.

Біріктірілген үздіксіз құю және илемдеу процестерін одан әрі дамыту, илем өндірісінің үздіксіз құю - дайын прокат технологиялық схемасын айтарлықтай өзгертеді және металды қыздыру, тасымалдау және қоймалау сияқты технологиялық операцияларды алып тастау арқылы металлургиялық өндіріс циклін қысқартады.

Кейінгі бөлімдерде қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезеңдері толығырақ сипатталған.

3.1. Ыстықтай илемделген илем өндірісі

Илемдеу - металды айналмалы біліктер арасында пластикалық деформациялап, қысыммен өңдеу түрі. Бұл ретте біліктер мен дайындама арасындағы үйкелу күші оны біліктердің арасындағы саңылауға кіргізеді, ал біліктердің бетіне перпендикуляр қалыпты күштер деформацияланған дайындамалар жасайды. Илемдеу процесінде дайындаманың қалыңдығы бір уақытта оның ұзындығы мен енін үлкейте отырып, жұқартылады.

Ыстықтай илемделген илем өндірісінің қағидалық схемасы: "құйылған дайындама - дайын илем", яғни дайындаманы үздіксіз құю машинасында (ДҮҚМ) жасалған дайын дайындамаларды қысқыш орнаққа жібермей, сұрыптық немесе табақтық орнақтарда дайын өнім жасап, илемделеді.

Қазіргі уақытта бұл - ең кең таралған әдіс, өйткені оның экономикалық артықшылықтары бар (технологиялық циклдің ұзақтығы, өндіріс шығындары және металл шығыны аз).

Ыстықтай илемделген табақтық және сұрыптық өнімдерді өндірудің технологиялық процесін 3.1-суретте көрсетілген бірыңғай жалпыланған схемамен ұсынуға болады.

3.1-сурет. Ыстықтай илемделген илем өндірісінің жалпыланған технологиялық схемасы

Кәсіпорындарда ыстықтай илемделген өнім өндірісінде мынадай шикізаттық және энергетикалық ресурстар пайдаланылады:

қазандық-пеш отыны (газдың әртүрлі түрлері (домна газы, кокс газы, табиғи газ), мазут, оттек);

электр энергиясы;

су.

Кәсіпорындарда технологиялық қайта бөңдеу бойынша тұтынылатын энергетикалық ресурстардың бөлек есебі көп дәрежеде жолға қойылмағандығына байланысты, ЖЭО тұтынудың және үлестік шығыстардың ірілендірілген көрсеткіштері қаралды.

3.1-кестеде ыстықтай илемдеу өндірісінде қолданылатын энергетикалық ресурстарды тұтынудың ағымдағы көлемі көрсетілген (КТА деректеріне сәйкес). Ресурстарды тұтынудың үлестік шығыстары ретінде жалдау тоннасына шаққандағы ресурстарды тұтыну анықталды.

3.1-кесте. Ыстықтай илемдеу өндірісі кезінде энергетикалық ресурстар мен суды тұтынудың ағымдағы көлемі

р/с №	Объектінің атауы	Тұтынылатын ресурс	Пайдаланудың нысаналы мақсаты	Өлшем бірлігі	Меншікті энергия тұтыну
1	2	3	4	5	6
1	А	Электр энергиясы	Ыстықтай илемделген илем	мың кВт*с/өн.бірл.	81,1
2	С	Электр энергиясы	Ыстықтай илемделген илем	мың кВт*с/мың т	75,361
3	D	Электр энергиясы	Ыстықтай илемделген илем	мың кВт*с/өн.бірл.	0,33
4	А	Қазандық-пеш отыны	Ыстықтай илемделген илем	м³/өн.бірл.	118,9
5	С	Қазандық-пеш отыны	Ыстықтай илемделген илем	ш.о.т./мың т	58,259
6	D	Қазандық-пеш отыны	Ыстықтай илемделген илем	-	-
7	А	Су	Ыстықтай илемделген илем	м³/өн.бірл.	5,1
8	С	Су	Ыстықтай илемделген илем	мың м³/мың т	41,151
9	D	Су	Ыстықтай илемделген илем	мың м³/ өн.бірл.	0,00025

Әртүрлі кәсіпорындардағы нақты шығындардағы мұндай алшақтық қарастырылып отырған кәсіпорындардың ерекшеліктеріне, сондай-ақ өндіріс процесінде қолданылатын жабдықтарға және техникаға байланысты.

3.1.1. Сұрыптық илем өндірісі

Сұрыптық илем дайындау илемдеу орнағында ыстықтай илемдеу әдісімен жүзеге асырылады, бұл ретте қарапайым сападағы көміртекті болат немесе болаттың аз қоспаланған маркалары пайдаланылады.

Көлденең қимасының геометриялық пішініне байланысты сұрыптық илем қарапайым сұрыптық, фасондық және периодтық профильдер деп бөлінеді. Жалпы мақсаттағы илемнің қарапайым сұрыптық профильдеріне диаметрі 5÷250 мм дөңгелек болат, қабырғасының өлшемі 5÷200 мм шаршылық болат, іштей сызылған шеңберінің диаметрі 8÷100 мм алты қырлы болат, ені 11÷200 мм, қалыңдығы 4÷60 мм жолақтық болат, ені 10÷300 мм, қалыңдығы 3÷40 мм жолақтық аспаптық болат жатады. Қарапайым сұрыптық профильдерге сонымен қатар ені 63÷415 мм, қалыңдығы 2,5÷8 мм штрипстер, сондай-ақ диаметрі 5÷10 мм созба сым жатады.

Жалпы мақсаттағы фасондық профильдерге бұрыштық тең жолақты және тең емес жолақты болаттың барлық профильдері, қоставрлы арқалықтар және швеллерлер жатады. Оған қоса, сұрыптық орнақтарда салалық және арнайы мақсаттағы фасондық проифльдер және бойлық және көлденең бұрандалы илемдеудің периодтық профильдері илемделеді.

Сонымен қатар, арнайы мақсаттағы фасондық сұрыптық илем, мысалы, теміржол рельстері, автомобиль тоғынының профилі қосымша бөліп көрсетіледі.

Арнайы илемге шарлы мойынтіректерге арналған шарлар, теміржол вагондары мен локомотивтердің дөңгелектері, тісті доңғалақтарға арналған дайындамалар кіреді. Периодтық илем — илемделген дайындамалар және өнімнің ұзындығы бойынша периодтық өзгеретін қимасы бар бұйымдар болып табылады. Периодтық илемнің қарапайым мысалы құрылыс арматурасы болып табылады [15].

3.1.1.1. Дайындаманы қабылдау және қоймалау

Сұрыптық орнаққа арналған бастапқы материал ДҮҚМ-дан алынатын, ұзындығы 12000 мм-ге дейінгі тынық және жартылай тынық, аз қоспаланған және қоспаланған болат маркаларынан жасалған шаршы қималы үздіксіз құйылған дайындама (ҮҚД) болып табылады. Дайындамалардың көлденең қимасының массасы мен көлемі әрбір илемдеу орнағы үшін дайын илемнің өлшемі мен формасына қарай илемдеу орнағының негізгі және қосалқы жабдықтарының техникалық деректеріне қарай анықталады. Дайындаманың сызықтық өлшемдері, болаттың массасы мен химиялық құрамы илемдеу технологиясын таңдауға және қыздырғыш методикалық пештердің параметрлерін және олардың құрылымын анықтауға арналған бастапқы деректер болып табылады.

Сұрыптық профильдерді өндірудің технологиялық процесі дайындамаларды илемдеуге дайындаудан басталады. Дайындаманың сапасы көбінесе орнақтың шығымы мен өнімділігін анықтайды. Көзбен шолып бақылау арқылы беткі ақаулар анықталады: бетақаулар, сызаттар, үзілімдер, бүгілулер және басқалары. Қима өлшемдерінің номиналды өлшемнен ауытқуы ГОСТ бойынша рұқсат етілген мөлшерден аспауы тиіс. Дайындамалардың көлденең қимасының, тіпті ГОСТ рұқсат еткен шектердегі тұрақсыздығы, алынатын профильдердің дәлдігіне әсер етеді. Қисық және бұралған, қысқа немесе тым ұзын дайындамалар пештің жүктелуін қиындатады, пеште металдың тұрып қалуына әкелуі мүмкін, сондықтан оларды илемдеуге жол бермеу керек.

Дайындамалардың бетіндегі ақаулар отпен тазалау, пневматикалық кесу, абразивті шеңберлермен тазалау немесе механикалық тазалау (термиялық тәсілмен өңдеу, фрезерлеу) арқылы жойылады. Тазалау әдісі ақаулардың орналасу сипатына, олардың түріне, болат маркасына, илемнің мақсатына байланысты таңдалады. Ақаулардың зақымдау дәрежесіне байланысты тұтастай немесе жергілікті тазарту қолданылады.

Тазартылған дайындамалар қоймаға және кейіннен илемдеуге беріледі.

Келіп түскен дайындама қыздыру пешінің учаскесінде СИЦ дайындамалар қоймасына қойылады.

Темір жол көлігімен дайындама (блюмдер) сұрыптық илемдеу цехына жеткізіледі. Түсіру электр көпірлі крандармен жүргізіледі, дайындама биіктігі 6 метрге дейінгі штабельдерге, бір-бірінің үстіне айқыш-ұйқыш ретпен жиналады.

3.1.1.2. Дайындаманы қыздыру

Дайындаманы илемдеу температурасына дейін қыздыру оның иілгіштігін арттыру және сәйкесінше оны деформациялаған кезде жүктемені азайту мақсатында жүргізіледі.

Илемдеу алдындағы қыздыру режимі қыздыру температурасымен, қыздыру жылдамдығымен, аймақтар санымен (деңгейлер, кезеңдер), қыздыру ұзақтығымен сипатталады. Қыздыру біркелкі және үздіксіз жүргізіледі. Ол илемделген металдың қимасы бойынша температураның біркелкі таралуын, оның ең аз тотығуын және көміртексіздендірілуін, механикалық қасиеттерінің жоғарылауын, болаттың флокендерге сезімталдығының төмендеуін және т. б. қамтамасыз етуі керек.

Металды қыздырудың негізгі параметрлері температура мен қыздыру уақыты болып табылады. Температуралық режим болаттың әр маркасы үшін илем профиліне және химиялық құрамына байланысты белгіленеді. Дайындамалардың максималды қыздыру температурасын анықтайтын негізгі фактор - болаттың құрамындағы көмірткі мөлшері: көміртектің жоғарылауымен максималды қыздыру температурасы төмендейді. Қыздыру кезінде температураның дайындаманың ұзындығы мен қимасы бойынша біркелкі таралуын қамтамасыз ету маңызды, бұл калибрлердегі деформация процесіне, өлшемдердің дәлдігіне және алынған илемнің сапасына әсер етеді. Қыздыру ұзақтығы қыздырылатын болаттың физика-химиялық қасиеттеріне, пештің құрылымына, пештегі металдың орналасуына, қыздырылатын дайындамалардың пішіні мен мөлшеріне байланысты температуралық жағдайлармен анықталады.

Дұрыс таңдалған режим және қыздыру температурасының аралықтары бір фазалы құрылымды алуға мүмкіндік береді. Диффузияның арқасында қоспалардың қайта бөлінуі және металл құрамының туралануы (гомогенизация) жүреді.

Қыздыру құрылғыларында бастапқы материалдарды қыздыру кезінде әрдайым металдың тотығуы - тотықтырғыш пеш газдарының темірмен, қоспалармен және қоспалаушы компоненттермен химиялық әрекеттесу процесі жүреді, бетінде құйма немесе масштабтау дайындамасы пайда болады. Отқақтың сыртқы, ең жұқа қабаты - Fe₂O₃ (гематиттен), ортаңғы қабаты - Fe₃O₄, (магнетиттен) және ішкі - ең қалың қабаты - FeO (вюститтен) тұрады.

Қыздыру кезінде отқақтың пайда болуы жарамды металдың жойылу көзі болып табылады. Қыздыру құрылғыларының қалыпты жұмысындағы металл қалдығы қыздырылған металл массасының 1÷2 % құрайды. Егер құймадан дайын өнімге дейін илемдеу кезінде металды бірнеше рет қыздыратындығын ескерсек, онда қалдық қыздырылған металдың массасының орта есеппен 3÷4% құрайды. Сонымен қатар, илемдеу кезінде отқақ металға жаншып енгізіледі, бұл металл бетінің сапасын нашарлатады, орамдардың тозуын тездетеді, сонымен қатар қабық асты көпіршіктердің жарылуы нәтижесінде ақаудың пайда болуына ықпал етеді. Отқақтың пайда болуына жылу температурасы, металдың жоғары температурада болу ұзақтығы, қыздыру жылдамдығы және пеш атмосферасы әсер етеді.

Металдың тотығуымен қатар, пеш газдарының көміртегімен, болатпен әрекеттесу процесін білдіретін беткі қабаттың көміртексіздендіру жүреді, бұл металдың беткі қабатындағы көміртектің азаюына әкеледі. Көміртексіздендіруге бейім болаттан жасалған дайындамаларды қыздыру кезінде (әсіресе жоғары температура аймағында) температура мен қыздыру ұзақтығы төмендейді. Көміртексіздендіру отқақ түзілу сияқты факторларға тәуелді болады.

Металл қызған кезде оның температурасының жоғарылауы, әдетте, илемдеу процесіне жағымды әсер етеді. Алайда, берілген болат үшін белгіленген температурадан жоғары қыздырған кезде түйірлердің өсуі байқалады, бұл олардың арасындағы байланыстың әлсіреуіне және сол арқылы болаттың механикалық қасиеттерінің нашарлауына әкеледі. Бұл құбылыс қызып кету деп аталады. Кейбір жағдайларда қызып кеткен болаттың қасиеттерін термиялық өңдеуге ұшырату арқылы жақсартуға болады. Қатты қызып кетуді түзету мүмкін емес, өйткені қатты қызған болаттың түйірлері қайта кристалдану қабілетін жоғалтады және қызған кезде өзгеріссіз қалады.

Болаттың балқу температурасына жақын температурада оның ішіне оттек еніп, түйірлерді тотықтырады. Нәтижесінде болат түйірлері арасындағы байланыс әлсірегені соншалық, илемдеу кезінде металл ыдырайды. Бұл құбылыс күйдіріп жіберу деп аталады.

Қызып кету және күйдіріп жіберу құбылыстары көбінесе пеште металды мәжбүрлі түрде ұстау кезінде мүмкін болады. Бұл жағдайда пештің температурасы төмендейді және берілетін ауа мөлшері азаяды.

Әркелкі температурада қыздыру ішкі жарылулардың пайда болуына, илемдеу орамдарының тозуын арттыруға жол береді және олардың сыну қаупін т. б. тудырады. Қыздырылған металл, егер ол бүкіл қимасы мен ұзындығы бойынша біркелкі қыздырылса, оңай деформацияланады.

Дайындаманы қыздыру итергіш типті немесе адымды жүрісі бар методикалық (жартылай методикалық) қыздыру пештерінде жүргізіледі.

1 — дайындаманы итеріп шығаруға арналған терезе; 2 — пісіру аймағы; 3 — методикалық қыздыру аймағы; 4 — қыздыру аймағы; 5 — рекуператорлар; 6 — газ арналары; 7 — қондырмалы терезе (дайындамаларға арналған); 8 — глиссажды құбырлар; 9, 10 — газ жанарғысы

3.2-сурет. Методикалық қыздыру пеші

Дайындамалар пешке 7 қондырмалы терезе арқылы беріледі және оңнан солға қарай мезгіл-мезгіл итергішпен ішкі жағынан сумен суытылатын 8 екі глиссажды құбыр бойынша қозғалады. Бастапқыда суық дайындамалар жүктеу терезесіндегі температурасы 500÷600 °С болатын, келесі 3 методикалық қыздыру аймағына өткен кезде бірте-бірте 900÷1000 °С дейін қыздырылатын 4 қыздыру аймағынан өтеді. Бұл аймақта жұмыс кеңістігінің температурасы 1200 °С дейін көтеріледі. Бұдан әрі дайындамалар 2 пісіру аймағына келіп түседі, оның температурасы 1300÷1350 °С жетеді. Қыздырылған дайындамалар 1терезе арқылы итеріп шығарылады да, оларды илемдеу орнағына тасымалдайтын рольгангқа түседі. Пеш 9 және 10 газ жанарғысымен жабдықталған, олардың жалыны құбырларда бір-бірімен қатарлас тығыз жатқан дайындамаларды қыздырады. Жану өнімдері жанарғыдан дайындамаларға қарсы бағытталады, металға өз жылуының көп бөлігін береді және 6 арнасы арқылы 5 рекуператорға келіп түседі, сол жерден түтін құбырына шығарылады.

Адымды жүрісі бар пештерде металдың отқаққа жойылуы және күкіртсіздену мөлшері айтарлықтай азаяды, себебі дайындамаларды қыздыру уақыты дайындаманы жан-жағынан қыздыру есебінен монолиттік оттығы бар пештермен салыстырғанда екі есе қысқарады. Үздіксіз орнақтардағы илемдеуді бастау температурасы 1120÷1180 ^оС құрайды.

Пештердің жұмысының негізгі экономикалық көрсеткіштері олардың өнімділігі және отынның үлестік шығыны болып табылады. Өнімділік пештің оттығының кернеулілігімен, яғни оттықтың 1 м²ауданынан 1 сағатта немесе тәулікте алынған қыздырылған металдың тоннамен берілген мөлшерімен анықталады.

Қыздыру құдықтарының оттықтарының кернеулілігі 30÷70 т/м²құрайды, ал методикалық пештерде тәулігіне 25÷35 т/м² жетеді. Рекуперативтік құдықтарда және методикалық пештерде шартты отынның үлестік шығыны қыздырылатын металдың массасының 4,5÷6 % құрайды. Бөлінетін газдардың жылуы пайдаланылмаған кезде отын шығыны шамамен екі есе өседі [16].

Методикалық пеш – меиталл дайындамаларды қысыммен өңдеу (илемдеу, сомдау, қалыптау) алдында қыздыруға арналған өтпелі пеш. Өз кезегінде өтпелі пеш деп үздіксіз жұмыс істейтін пешті айтады, онда қыздырылатын дайындамалар итергішпен, рольгагнпен немесе басқа механизмдермен жылжытылып, пештің бойымен қозғалады. Өтпелі пешті тиеу және түсіру пештің шеткі қабырғаларындағы немесе бүйір қабырғаларындағы терезелер арқылы жүзеге асырылады.

Методикалық пеште дайындамалар әдетте отынды жағу өнімдерінің қозғалысына қарай қозғалады; мұндай ағынға қарсы қозғалыс кезінде пешке берілетін жылуды пайдаланудың жоғары дәрежесіне қол жеткізіледі. Тікелей ағынды және тікелей қарсы ағынды пештер де кездеседі. Дайындамалар қатарынан үш жылу техникалық аймақтан: методикалық (алдын ала қыздыру аймағы), пісіру (қыздыру аймағы) және жасыту (дайындамадағы температураны теңестіру аймағы) аймақтарынан өтеді. Кейде жасыту аймағы болмауы мүмкін.

Методикалық пештер былай жіктеледі:

пісіру аймағындағы жылыту аймақтарының саны бойынша қосу методикалық аймақ және егер бар болса, жасыту аймағы (2-, 3-, 4-, 5-аймақтық);

дайындамаларды тасымалдау әдісі бойынша (итергіш, жылжымалы арқалықтармен және т. б.);

құрылымдық ерекшеліктері бойынша (төменгі жағынан қыздырылатын, көлбеу табаны бар, жазық күмбезшесі және т.б. бар).

Методикалық пештер газ тәрізді немесе сұйық отынмен жанарғылардың немесе форсункалардың көмегімен жылытылады. Табиғи газ, кокс-домна немесе пропан-бутан қоспасы отын болады. Пештер қауіпсіздік жүйелерімен және бөлінетін газдардағы оттегінің құрамын талдағыштармен жабдықталған. Автоматты және қолмен реттеу қолданылады. Пештің жұмыс кеңістігінде пеш газдарын терезелерден жеңіл айдаумен сипатталатын оң қысым сақталады.

Айта кету керек, құдықтардағы металды қыздырудан айырмашылығы, бастапқы қыздыру кезеңінде (методикалық аймақ) металл бетіне жылу ағыны артады. Бір мезгілде, беткі температура алдымен күрт артады (қыздыру жылдамдығы максималды), содан кейін методикалық аймақтың соңына қарай жылдамдықты біртіндеп арттыра отырып, баяу көтеріледі (қыздыру жылдамдығы төмендейді) [17].

3.2-кестеде жартылай фабрикатты қыздыру кезіндегі маркерлік ластағыш заттардың концентрациясының мәндері берілген.

3.2-кесте. Маркерлік заттар және олардың концентрациясы

р/с №	ЛЗ атауы	Макс. концентрациясы, мг/Нм³
1	2	3
1	SO₂	248,273
2	NOx	382

3.1.1.3. Дайындаманы сұрыптық илемдеу орнағында илемдеу (арматура, шеңбер, бұрыштық, швеллер, жолақ, уатқыш өзектер, уатқыш шарлар және т.б.)

Сұрыптық болат ірі, орта және майда сұрыптық болып бөлінеді. Сәйкесінше илемдеу орнағы да ірі, орта және майда сұрыптық болып бөлінеді.

Илемдеу орнағы – металды біліктерде пластикалық деформациялауға, оның өңдеуге және тасымалдауға арналған машиналар мен агрегаттар кешені. Илемдеу орнағы негізгі және қосалқы жабдықтан тұрады. Негізгі жабдыққа жетекті деформациялайтын агрегатты – жұмыс қапасын жатқызады. Қосалқы жабдыққа илемнің орнын ауыстыруға, оны өлшенген бөліктерге кесуге, қорытуға, маркалауға және басқаларына арналған машиналар жатады. Илемдеу орнағының негізгі желісін құрайтын негізгі жабдық жұмыс қапасынан, айналдырықтардан, тістегершікті қапастан, редуктордан, негізгі электр қозғалтқышынан тұрады. Деформациялайтын агрегат жұмыс қапасы болып табылады, қалған жабдық жұмыс қапасының илемдеу біліктерінің жетегі үшін қажет.

Сұрыптық орнақтар бос илемдеу және үздіксіз илемдеу орнағы болып бөлінеді.

Бос илемдеу орнағы деп илемдеу процесінде илем тек бір қапаста ғана болатын орнақты айтады, бұл ретте бір қапаста қатарлас екі жолақты илемдеуге, мысалы, ірі сұрыптық және рельс-арқалық орнақтардың үш білікті қаралтым қапасында илемдеуге болады.

Илемдеу процесінде қапастардың жүйелі орналасуы кезінде жолақ бір уақытта бірнеше қапаста болатын (кем дегенде екеуінде) үздіксіз орнақ деп аталады.

Сұрыптық орнақтар келесі белгілері бойынша жіктеледі: таза өңдейтін қапастың илемдеу орамдарының диаметрі, қапастардың орналасуы, илемделетін профильдердің сұрыптылығы, орнақтың ерекшелігі, илемдеудің технологиялық процесін жүргізу қағидаты. Сұрыптық орнақты жіктеу үшін шартты түрде дөңгелек және шаршылық болат профильдерді жіктейді, ал содан кейін олардың көлденең қима ауданына сәйкес фасондық профильдерді де қамтуы мүмкін басқа профильдерді жіктейді.

Илемдеу орнақтары мақсаты, қапастағы орамдар саны, қапастар саны және олардың орналасу схемасы бойынша ерекшеленеді.

Жұмыс қапастарындағы біліктердің саны мен орналасуына қарай орнақтар екі білікті "дуо"-орнақ, үш білікті "трио"-орнақ, төрт білікті "кварто"-орнақ, көп білікті және универсалды орнақ деп жіктеледі.

Жұмыс қапастарының орналасу ретіне қарай бір қапасты және қапастары линиялық немесе бірізді ретпен орналасқан көп қапасты орнақтар деп бөлінеді. Линиялық орнақтарда қапастар бір немесе бірнеше линияға орналасқан; әр линияда біліктер бір-бірімен байланысқан және бірдей жылдамдықпен айналады. Үздіксіз орнақтарда қапастардың бірізді орналасуы илемдеу өнімділігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді. Қапастағы жұмыс орамдарының орналасуы бойынша орнақтар: орамдары көлденең орналасқан, орамдары тік орналасқан, көлденең және тік орамды – орамдары горизонтқа белгілі бір бұрышта орналасқан универсалды илемдеу орнақтары болып бөлінеді.

Көп жағдайда дайындамаларды деформациялау екі жұмыс орамымен жүзеге асырылады, ал қалған тіректік орамдар — бүкіл жүйеге қаттылық пен беріктік беру үшін қажет.

Сұрыптық болатты илемдеу орамдар арқылы бірнеше рет өткізу арқылы жүргізіледі. Өткізілетін орамға қысу күшін тарату орамға түсірілетін күшті, негізгі электр қозғалтқышының қуатын, жұмыс қапасының бөлшектерінің беріктігін, металды ораммен ұстау шарттарын, металдың иілгіштігін ескере отырып жүргізіледі. Сұрыптық илемді алу үшін қолданылатын, илемделетін профильге қарай жылғалы болуы мүмкін орамдар илемдеу құралы болып табылады. Орамның бүйіржақ бетіндегі ойық жылға деп аталады, ал екі жылғаның жиынтығы әдетте калибрді құрайды. Жылғалы орамдардың әрбір жұбы әдетте бірнеше калибрді құрайды. Илемдеу барысында калибрлердің ауданы біріншіден соңғысына дейін біртіндеп азаяды, калибрлер арқылы жолақтың бірізді өтуімен оның көлденең қимасының ауданы азаяды.

Барлық профильдерді илемдеу бекітілген калибрлеу схемалары және берілген жылдамдықты илемдеу режимі бойынша жүзеге асырылады. Калибрлеу схемасы әртүрлі профильдерді алу үшін бірдей қаралтым орамдарды пайдалану арқылы орнақтарды ауыстырып тиеуге және қайта туралауға ең аз шығындармен орнақта әртүрлі профильдерді алу мүмкіндігін қарастыруы керек.

Илемнің температуралық режимі илемге жұмсалатын күш пен энергия шығынына, калибрлердің тозуына, профиль бетінің сапасына және өлшемдерінің дәлдігіне, дайын илемнің құрыымына және механикалық қасиетіне айтарлықтай әсер етеді. Орнақ жұмыс істеп тұрған кезде орамдарды салқындату үшін және жылғалықтардың жұмыс бетінің күйіп кетуінің және жарылуының алдын алу үшін үздіксіз су беріледі.

Орта және шағын сұрыпты илемге арналған сұрыптық илемдеу орнағы (3.3-сурет), қағида бойынша, білікпелері көлденең және тігінен кезектеп орналасқан илемдеу қапастарын қамтитын қаралтым қапас топтарынан, көлденең қозғалатын білікпелері көлденең және тігінен кезектеп орналасқан илемдеу қапастарын қамтитын таза өңдеу алдындағы (аралық) қапастар тобынан және көлденең орналасқан және көлденең қозғалатын универсалды типті илемдеу қапастарынан тұратын таза өңдейтін қапастар тобынан тұрады.

3.3-сурет. Сұрыптық илемдеу орнағы

Қыздырылған дайындама пештен итергішпен шығарылып, қабылдағыш рольгангқа келіп түседі, ол жерден тасымалдап бұрғыш рольгангпен білікпелердегі дайындамаларды қыспалауға арналған бірінші қаралтым (қысқыш) қапастар тобына қарай қозғалады. Бұл қапас отқақбұзғыш болып табылады; мұнда отқақ жұмсартылып, бұзылатын аздап қыспалау көзделген (3÷5 %), отқақ дайындамадан гидроұрғышпен немес жоғары қысымды бумен кетіріледі.

Келесі қапастарда жайманы тиісті калибрлерде деформациялау жүзеге асырылады. Қаралтым (қысқыш) қапастар тобынан шыққан соң металл аралық рольгангпен ыстықтай кесетін ұшпа қайшыға қарай қозғалады, ол жерде таза өңдеу алдындағы (аралық) қапастардың білікпелеріне жіберер алдында жайманың алдыңғы ұшы кесіледі. Мұнда дайындама бірте-бірте ұлғайтылатын жылдамдықпен илемделеді.

Жайманы қажетті диаметрге дейін илемдейтін жұмыс қапастарының санын илемделетін түржиынның есептік калибрлеуімен белгіленеді. Таза өңдейтін қапастан шыққан соң температурасы 950 ÷ 1100 ^оС төмен емес металл көлбеу рольгангпен ыстықтай кесетін ұшпа қайшы арқылы салқындату үстеліне қарай қозғалады, ол жерде автоматты түрде қозғалыс барысында тоңазытқыштың ұзындығына сай келетін ұзындық бойынша кесіледі.

Арматуралық профиль арнайы мақсаттағы сұрыптық профиль санатына жатады және құрылыстағы бетон құрылымдарды арматуралауға арналған. Арматуралық профильді илемдеу технологиясының дөңгелек қималы сұрыптық илемді илемдеу технологиясынан айырмашылығы жоқ, яғни, калибрлердің дәл сондай жүйелілігі пайдаланылады. Периодты профиль таза өтпеде өңделеді, ол үшін арнайы әзірленген жылғалықтары бар білікпелер пайдаланылады.

Ірі өлшемнен бастап майда өлшемге дейінгі әртүрлі қималы арматуралық профиль орта және шағын сұрыптық орнақтардың түржиынына кіреді.

Арнайы түрге жататын илемді өндіру барысында ендік-тік илемдеу қапастары және арнайы құрылымдық қапастар (шарларды, доңғалақтарды, бұрандаларды, тістегеріштерді және басқаларын илемдеу) пайдаланылады.

Пештен шыққан дайындама рольгангпен шыр айналдыратын механизмге қарай қозғалады. Илемнің өсіне және оның бойымен қозғалуына қатысты айналдырған кезде қалыптасатын дайындаманың бұрандалы қозғалысы бұрандалы илеммен айналу денесін алуға мүмкіндік жасайды. Қысқа айналу денелері (шарлар, кейіннен қалыптауға немесе кесуге арналған бітеу және қуыс цилиндрлік дайындамалар) және бұрандалы беттік бұйымдар (ұзын бұрандалар, қырлы құбырлар) бұрандалық калибрлі білікпелерде илемделеді.

Бұрандалық калибрлі білікпелерді қамтитын орнақтар екібілікті орнақ бойынша орындалады (3.4-сурет). Бітеу денелерді – шарларды илемдеген кезде бұрандалық калибрлі кемеріктердің максималды жақындауы қамтамасыз етілетін екібілікті орнақтар пайдаланылады.

Білікпелер мен бағыттаушы сызғышқа қатысты орталықтандырылған айналу торабында дайындама жұмыс қапасына жіберіледі. Жұмыс қапасында ендік-бұрандалы илемдеу әдісімен айналып жатқан білікпелер арқылы шарларды өндіреді.

а — екі білікті орнақ; 1 — орамдар; 2 — бағыттаушы сызғыштар;

3 — бастапқы дайындама; 4 — шар дайындамасы.

3.4-сурет. Бұрандалық калибрлері бар білікпелерде бұрандалық периодты илемдеу

Уатқыш шарлар дәлдігі қалыпты ыстықтай илемделген дөңгелек дайындамалардан илемделеді. Қыздыру газ пештерінде анағұрлым жоғары температураға дейін – 950 ÷ 1050 °С дейін жүргізіледі, мұның өзі білікпелерді тоздырмайды. Илемдеу мойнақтарды кесіп, олардың қалдықтарын шардың денесіне батыру арқылы жүргізіледі. Илемделген шарлар илемдік қыздырумен шыңдалады, ал оларды 200÷300 °С температура кезінде салқындатқыш құрылғыдан шығару өзіжасуға әкеледі.

Әртүрлі дәлдік деңгейіндегі дайындамалардан шарларды илемдеу, сондай-ақ деформация ошағындағы мойнақтарды сақтау немесе алып тастау үшін білікпелердің әртүрлі калибрлеуін қолдану қажет. Мойынтірек шарларын илемдеуге арналған бұрандалы калибр (3.4-сурет) екі учаскеден - қалыптау және өңдеу учаскесінен тұрады. Қалыптау учаскесінде дайындаманы қармап алу және оны дайындаманың қалған бөлігімен мойнақпен байланыстырылған шарға біртіндеп қысу жүзеге асырылады. Қалыптау үздіксіз өсіп келе жатқан биіктігі бар кемеріктермен жүзеге асырылады, оған сәйкес мойнақтың диаметрі өзгереді. Мойнақтардан шарға ауысатын металл дайындаманың диаметрімен салыстырғанда радиалды деформацияға және шар диаметрінің ұлғаюына әкеледі. Осыған байланысты дайындаманың диаметрі шардың диаметрінен 1-2 мм аз қабылданады.

Уатқыш шарларды илемдеу кезінде білікпелер қалыптау алдында дайындамалардың диаметрлерін тегістейтін калибрлеу учаскесінің және ұзартылған (810 ^оС дейін) өңдеу учаскесінің болуымен ерекшеленеді. Білікпелердің аздап өстік ығысуы өңдеу учаскесінің басында мойнақтың жарылуына, содан кейін шардың илемдеу өсіне перпендикуляр өске қатысты айналуына, кемеріктердің мойнақтарды кесуіне және шығыңқы жерлерінің жаймалануына әкеледі. Орнақтың өнімділігін арттыру үшін біркірмелі бұрандалық калибрлермен қатарлас екікірмелі және үшкірмелі калибрлерді қолданады, мұның өзі білікпе бір айналғанда 2-3 шар алуға мүмкіндік береді.

3.1.1.4. Илемді салқындату, термобекіту

Сұрыптық металды илемдегеннен кейін илемді табиғи (ауада), баяу (құдықтар мен термостаттарда) және жеделдетілген (әртүрлі салқындату орталарын қолдана отырып) салқындату қолданылады.

Термобекіту процестерін дамытудың қазіргі кезеңінің ерекшелігі - илемдеу орнақтарының ағынында орнатылған салқындатқыш құрылғыларды кеңінен қолдану болып табылады.

А кәсіпорында металл илемді қысыммен берілетін сумен күрт салқындату арқылы қажетті механикалық қасиеттер беріледі. Сұрыптық орнақ жабдықтарының құрамына сумен тез салқындату арқылы арматуралық илемге қатайтатын қасиеттер беру мақсатында илемді термиялық өңдеудің 3 секциялық модульдік қондырғысы кіреді. Термиялық қондырғының жұмыс қағидаты илемнің өту жылдамдығына және қажетті механикалық қасиеттеріне байланысты судың қысымы мен көлемінің өзгеруіне негізделген.

В, С және D кәсіпорындарында дайын уатқыш сырықтар табиғи ауа айналымы кезінде рейкалық тоңазытқышта салқындатылады. Тоңазытқыштар әдетте салқындатылатын металды тасымалдаудың көлденең бағытымен, яғни орнақтың білікпелерінен шыққан кезде металдың қозғалыс бағытына перпендикуляр жасалады.

Уатқыш шарлар салқындату үстелінің шөмішті элеваторында қажетті температураға дейін салқындатылады. Содан кейін шарлар өзіжасыту температурасына дейін шыңдау үшін термиялық өңдеу торабына келіп түседі.

3.1.1.5. Кесу, қаптау, жөнелту

Тауарлық буманы қалыптастыруға арналған автоматтандырылған жинақтағыш құрылғысы бар сұрыптық илемнің тауарлық сырықтарын тасымалдауға арналған орнақ жылжымасы. Сұрыптық илемнің тауарлық бумаларын сыммен байлауға арналған роботтық байлағыш машиналар. Рольганг желісінде тауарлық бумаларды жнағышы және орнатылған коммерциялық таразысы бар рольганг. Қапталған аттестатталған илемнің орнын ауыстыру электрлік көпірлі крандармен жүзеге асырылады.

Сұрыптық, фасондық, калибрленген, суықтай созылған илемді, сымтемірді және өлшемі 50 мм дейін (шаршының қалыңдығы, диаметрі, бүйір жағы, пішінді профильдер үшін ең үлкен өлшем) көлденең қималы сыртқы беті арнайы өңделген дөңгелек илемді қоса алғанда бума, орам немесе орамдардың байламы жасап байлайды, ал өлшемі 50 мм асатындарын және барлық түрдегі дайындамаларды тұтынушының талабы бойынша бума жасап байлайды. Бүгілген профильдерді бума жасап байлайды.

Әртүрлі арматура бумалары қойма алаңдарына жиналады немесе бірден тұтынушыға жөнелтіледі. Қаптралған дайын илем теміржол көлігімен тасымалданады.

3.3-кестеде механикалық өңдеу және тазарту кезіндегі маркерлік ластағыш заттардың концентрациясының мәндері берілген.

3.3-кесте. Маркерлік заттар және олардың концентрациясы

р/с №	ЛЗ атауы	Максималды концентрациясы, мг/Нм³
1	2	3
1	Тозаң	108,58

3.1.2. Ыстықтай илемделген жақыз илем өндірісі (тауар – табақтар, бумалар, одан әрі қайта өңдеуге арналған металл жолақтар)

Табақтық илем металл өнімдердің анағұрлым үнемді түріне жатады. Ол қалыптау әдісімен әртүрлі бөлшектерді және жеңіл әрі берік металл құрылымдарды әзірлеу үшін қолайлы. Әртүрлі табақ түрлері транспорттық машина жасауда, атап айтқанда автомобиль өнеркәсібінде, кеме жасау өнеркәсібінде, ауыл шаруашылығы машиналары өндірісінде, электртехникалық өнеркәсіпте және басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Табақтық металдан тұрмыстық мақсаттағы көптеген заттар жасалады. Сонымен қатар табақтық металл пісірілген құбырларды және бүгілген профильдерді өндірген кезде жартылай өнім (дайындама) ретінде қолданылатынын айта кеткен жөн.

Табақтық илем көптеген белгілері бойынша жіктеледі: геометриялық өлшемі, металдың химиялық құрамы, физика-механикалық қасиеттерінің деңгейі, қолданысы және басқалары.

Табақтық илемді геометриялық өлшемдер бойынша жіктеу кезінде оның қалыңдығы, ені және ұзындығы ескеріледі. Қалыңдығына байланысты бүкіл табақтық илем екі негізгі санатқа бөлінеді: қалың табақ (қалыңдығы 4 мм және одан көп) және жіңішке табақ (қалыңдығы 4 мм және одан аз).

Қалың табақтардың қалыңдығы 4÷160 мм, ені 600÷5300 мм, ұзындығы 50 м дейін болады. Табақтардың қалыңдығы 4÷16 мм (ені 2300 мм дейін) болатын бір бөлігі бумаға оралған ұзын жолақ түрінде шығарылады. Қалыңдығы 60 мм көп табақтарды плита деп атайды.

Қалың табақты илемнің жекелеген сатысына тік білікпелері бар универсалды орнақтарда қалыңдығы 6÷60 мм және ені 200÷1050 мм жолақ түрінде илемделетін универсалды болат жатады. Бұл жолақтардың жұқартылған жиектері болады, мұның өзі бүйіржағын кесуді қажет етпейді.

Жұқа табақты өнімдер сан алуандығымен ерекшеленеді. Мәселен, жұқа табақты болатқа арналған стандартта құрылымдық, тоттан тазартылған (жасытылған және өңделген), жабындық, тот баспайтын, электртехникалық және тағы басқалары сияқты түрлері бөліп көрсетілген. Жұқа табақты болаттың арнайы түрі қалыңдығы 0,08÷0,5 мм және қағида бойынша тоттанбайтын жабынмен шығарылатын қаңылтыр болып табылады. Көбінесе жабын ретінде қалайы қолданылады; қалайыланған қаңылтырды ақ қаңылтыр деп атайды.

Әртүрлі табақтар бір-бірлеп (жеке карточкалармен) немесе орамдарға оралатын ұзын жолақтар түрінде илемделеді. Ораммен өндіру әдісі айтарлықтай прогрессивті болып табылады және барлық жерде бір-бірлеп өнідіретін әдісті ығыстырып отыр. Жолақтың ені 600÷700 мм болса, кең жолақты деп аталады, ал тиісті илемдеу орнағы – кең жолақты орнақ деп аталады. Илемделетін жолақтардың максималды ені 2300÷2500 мм. Салыстырмалы түрде (қалыңдығы 2 мм аз болғанда) ені 300 мм аз жолақтарды лента деп атайды.

Табақтық илемнің түржиынын химиялық құрамы бойынша сипаттай отырып, оның негізгі массасын болат табақтар құрайтынын айта кеткен жөн. Бұл ретте болат табақтардың түржиынында негізгі бөлікті болаттың көміртекті (78 %-ға жуық) және аз қоспаланған (20 %) маркасы құрайды. Қоспаланған болаттан жасалған табақтардың үлесі шамамен 1 %.

Қатардағы және сапалы құрылымдық төмен қоспаланған болаттан жасалған табақтар кең қолданысқа ие болды.

Қоспаланған болат химиялық құрамы жағынан алуан түрлі болады, бірақ олардың ішінде екі ірі топты бөліп көрсетуге болады: тот басуға төзімді (тоттанбайтын) және электртехникалық.

Тот басуға төзімді болаттың құрамында хром мен никель немесе тек хромның өзі өте көп болады.

Электртехникалық болат (динамикалық және трансформаторлық) құрамында кремний көп болатынымен (1,0÷3,5 %) және көміртек (<0,01 %) өте аз болатынымен ерекшеленеді. Кремний мөлшерінің жоғарылауымен және көміртектің азаюымен бұл болаттардың электрмагниттік қасиеттері жақсарады.

Суықтай илемделген жұқа болат табақтар көп мөлшерде (кейбір елдерде - 40÷50 %-ға дейін) қорғаныш және декоративтік жабынмен шығарылады. Мұндай өнімнің ең маңызды түрі - (қалайыланған) ақ қаңылтыр туралы жоғарыда айтылды. Екінші жаппай өндірілетін түрі - мырышталған жұқа табақтық болат болып табылады. Жабындайтын металл ретінде дәл сол сияқты - хром, алюминий, қорғасын қолданылады.

Металл емес (полимерлік) жабынмен жабындалған жұқа табақтық болат өндірісі кең таралып келе жатыр, оларда жабын ретінде әртүрлі лактар, бояулар, пластизольдер, синтетикалық үлдірлер пайдаланылады. Қос жабынды: металл және полимер жабынды табақтар (жолақтар) жиі шығарылады.

А кәсіпорны орамдалған және табағының қалыңдығы 1,5÷12,0 мм ыстықтай илемделген жазық илем, сонымен қатар электрмен пісірілген құбырларға арналған штрипс өндіреді.

3.1.2.1. Дайындаманы (слябтарды) алдын ала дайындау

Ыстықтай илемделген жазық илем өндіру үшін бастапқы материал ретінде тікбұрышты қималы үздіксіз құйылған дайындамаларды білдіретін слябтар қолданылады. Сляб дайындау учаскесі (СДУ) слябтарды қоймалауға, өңдеуге, көзбен шолып тексеруге, тазартуға, кесуге және методикалық пештерге берілетін слябтардың және тұтынушыға жөнелтілетін тауарлық сслябтардың сапасын бақылауға арналған.

Құйылған слябтарды әртүрлі типтегі ДҮҚМ-да шығарады. Құйылған слябтарды қолданудың бірқатар артықшылықтары бар: мұндай дайындамалар химиялық құрамы мен құрылымы бойынша біртекті, олардың құны илемделген слябтарға қарағанда төмен. Құйылған слябтың қалыңдығының дайын табақтың қалыңдығына қатынасы көміртекті болат үшін 5÷8 аз болмауы және қоспаланған болат үшін 8÷10 аз болмауы керек.

Бастапқы шикізатты дайындау (үздіксіз құйылған слябтар) негізінен беткі ақауларды жоюдан тұрады.

Құймалардың беткі жағдайы прокат сапасына айтарлықтай әсер етеді. Үздіксіз құйылған слябтардың беткі ақауларын көзбен көріп анықтаған кезде олардың шығу тегі (себептері, ақау класы) және жою әдістері үздіксіз құйылған слябтардың ақауларының жіктеуішіне сәйкес жүзеге асырылады. Құймалардың бетінде бойлық және көлденең жарықтар, жарылулар, белдеулер, бұралулар, бетақаулар, металл емес ірі қосындылар және басқа да ақаулар болмауы тиіс. Мұндай ақаулар анықталған кезде құймалар жөндеуден өтеді (тазартылады). Металды тұтастай және ішінара тазарту қолданылады.

Слябтарды іріктеп жөндеу кезінде жергілікті ақауларды жою үшін әртүрлі тазарту әдістері қолданылады: отпен тазалау, абразивтік, механикалық (пневматикалық қашаулармен кесу), электртүйіспелік. Арнайы болаттардан (коррозияға төзімді, ыстыққа төзімді, аспаптық) жасалған слябтар термиялық жолмен өңдеу, фрезерлеу немесе тегістеу жолымен тұтастай тазаланады.

Отпен тазалау машинасы (ОТМ) кеңінен қолданылады. ОТМ-да қалыңдығы 1÷1,5 мм металдың беткі қабатын, ақаулардан ең көп бүлінген тұсын тұтастай күйдіру жүзеге асырылады. Металдың қатты қызған бетіне оттек ағынын үрлеу нәтижесінде темір жағылады. ОТМ өнімділігі жоғары, автоматты режимде жұмыс істей алады; алайда ОТМ-ны қолданған кезде металдың шығын коэффициенті едәуір артады.

3.1.2.2. Слябтарды методикалық пештерде қыздыру

Слябтарды илемдер алдында қыздыру өнім тігінен тиелетін және берілетін екі жақтан қыздырылатын бес аймақты қыздырғыш методикалық регенеративті пештерде жүзеге асырылады. Пештің негізгі құрылымдық ерекшелігі - пештің басқа жұмысына негізгі әсерін тигізетін пештің жұмыс кеңістігінде дайындамаларды тасымалдау әдісі болып табылады. Методикалық пештерде қысыммен өңдеуге арналған дайындамаларды қыздыру үшін негізінен итергіштер (итергіш пештер) және адымдаушы (адымдаушы табаны бар пештер және адымдаушы арқалықтары бар пештер) құралдар қолданылады.

Оттықтардың орналасуына қарамастан бұл пештердің жұмысында негізгі жағдайларда қарсы ағын қағидаты қолданылады.

Дайындалған слябтар 1260÷1280 °C илемдеу температурасына дейін қыздыру үшін методикалық қыздыру пештеріне келіп түседі. Қыздыру ұзақтығы пештің құрылымына, слябтардың қалыңдығына, олардың химиялық құрамына және пешке қондыру кезіндегі температураға байланысты. Пештер техникалық пропан мен мазуттың бу фазасының қоспасының калориялығын арттыру үшін газдардың кокс-домна қоспасымен жылытылады. Отын инжекциялық типтегі оттықтарға беріледі.

3.1.2.3. Ыстықтай илемделген слябтардан жолақтар илемдеу

Қыздырылған слябтар (3.5-сурет) пештен қабылдағыш рольгангқа беріледі және ыстық илемнің қаралтым қапасында және 1700 таза өңдейтін қапасында илемделеді. 1700 үздіксіз кең жолақты орнағы (ҮКЖО) келесі өлшемдердегі жолақтарды ыстықтай илемдеуге арналған: жолақ қалыңдығы 1,2 мм-ден 12,0 мм-ге дейін, үлкен өлшемді илемнің қалыңдығы 20,0 мм-ден 160 мм-ге дейін, ені 800 мм-ден 1524 мм-ге дейін.

Илемдеу кезінде пештің қабыршағын жолақтардың бетінен гидрооқшаулау жүргізіледі, дайын илемнің қажетті механикалық қасиеттерін алу үшін әр жолақтың илемдеу және орау ұшының температурасы реттеледі.

1700 орнағы қаралтым және таза өңдейтін жұмыс орнақтарының тобынан және бірқатар қосалқы механизмдерен тұрады. Қаралтым тобы: тазартылмаған отқабыршық сындырғыш, тік қапас, универсалдық төрт төрт біліктпелі жұмыс қапасы. Таза өңдейтін топ: таза өңдейтін екі білікпелі отқабыршық сындырғыш және жеті төрт білікпелі қапас.

3.5-сурет. Ыстық илемдеу орнағының желісіне қыздырылған слябты беру.

Жайма жиектері жолақтың жазықтығы бойынша қажетті өлшемдерді алу үшін тік қапаста және универсалды қапастың тік білікпелерінде қысылады. Жайманың илемдеу өсіне қатысты дұрыс орналасуы жұмыс қапастарының алдындағы жылжымалы бағыттаушы сызғыштармен қамтамасыз етіледі.

Отқақты сындыру тік, қаралтым және таза өңдейтін отқабыршық сындырғышта жүргізіледі. Соңынан отқақ кетіру тік қапастан кейін (г/с № 1), қаралтым отқабыршық сындырғыштан кейін (г/с № 2), № 2–№ 4 жұмыс қапастарынан кейін (г/с № 3 - № 5) және таза өңдейтін отқабыршық сындырғыштан кейін (қосарланған г/с № 6, № 7) жоғары қысымды гидроұрғышпен (г/с) жүргізіледі. Гидроұрғыштың коллекторларындағы су қысымы – бір уақытта іске қосқан кезде 9,5÷10 мПа аз емес.

Үздіксіз орнақтарда илемдеу әр топтағы бір реттік қысу арқылы қаралтым топтың барлық қапастары арқылы дәйекті түрде өтеді. Қаралтым тобының қапастарындағы жалпы қысу берілген өлшемдегі жолақтарды алу үшін қажетті толық қысудың 70÷90% құрайды.

Аралық рольгангқа берілген металл жолақтың қалыңдығы әдетте 20÷50 мм болады. Металл жолақтың қалыпты жылжуын қамтамасыз ету үшін таза өңдейтін топтың қапасына кірер алдында жолақтың алдыңғы және артқы ұштары ұшпа қайшымен кесіледі. Кесілетін металл жолақтың қалыңдығы 20÷45 мм, ені 900÷1550 мм, металл жолақтың қозғалу жылдамдығы 0,68÷2 м/с. Қайшының барабандарында тік бұрышпен орнатылған екі пышақтан болады (жоспарда шевронды кесуді құрайды).

Металл аралық рольгангпен жылжыған кезде пайда болатын екінші реттік (ауа) отқақты кетіру үшін қысуы 1÷2 мм (5÷10 %) құрайтын салыстырмалы түрде екі білікпелі қапасты білдіретін таза өңдейтін отқабыршық сындырғыш пайдаланылады. Таза өңдейтін қапастар тобында илемдеу үздіксіз орнақтардағы технологияның ең күрделі және жауапты буыны болып табылады.

Таза өңдейтін қапастар тобында қажетті геометриялық өлшемдерді, көлденең профильді және планшеттілікті қамтамасыз ету үшін механизмдер қайта конфигурацияланады.

Таза өңдейтін қапастар тобында жеделдетілген илемдеу режимдері заманауи үздіксіз кең жолақты диірмендерде кеңінен қолданылады. Мұндай режимдердің екі негізгі мақсаты бар: біріншіден, орнақтардың өнімділігі артады, екіншіден, өте маңызды, жайманың артқы ұшының неғұрлым қарқынды (жоғары жылдамдықты) деформациясына байланысты жолақ ұзындығы бойынша температура төмендейді. Таза өңдейтін қапастар тобында илемдеу қапастар арасындағы кернеумен жүзеге асырылады, бұл білікпелердегі жолақтың тұрақты орналасуын (көлденең ығысулардың болмауы) және илемдеу күштерінің төмендеуін қамтамасыз етеді, сонымен қатар сорғыштардың жолақтың ені бойынша туралануына ықпал етеді. Бірінші және соңғы қапастардан басқа барлық қапастарда илемдеу алдыңғы және артқы кернеумен жүзеге асырылады; бірінші қапаста - тек алдыңғы, соңғы қапаста - тек артқы кернеумен (соңғы қапаста алдыңғы кернеу орағыштың әрекетімен жасалуы мүмкін). Тұрақты илемдеу процесін қамтамасыз ететін минималды меншікті кернеу тиісті температурада металдың аққыштық шегінің шамамен 5÷15 % құрайды. Бірақ тым көп кернеулерді қолдануға да болмайды, өйткені бұл жолақтардың бойлық қалыңдығының әркелкі болуына әкеледі. Соңғысы жолақтардың алдыңғы және артқы соңғы бөліктері мүлдем кернеусіз толығымен илемделетіндігімен түсіндіріледі. Төмен көміртекті болаттар деформацияланған кезде меншікті кернеулер көбінесе 2÷40 МПа аралығында болады.

Илемделетін жолақтардың түпкілікті құрылымы мен механикалық қасиеттері соңғы қапастардағы қысу мөлшеріне, илемдеудің соңғы температурасына және орамдарға орау температурасына айтарлықтай байланысты. Бұл параметрлерді дұрыс таңдау жоғары сапалы өнім алу үшін өте қажет. Болаттың әр маркасының жолақтарды илемдеу және ораудың өзіндік оңтайлы температура режимі бар. Төмен көміртекті болаттар үшін көрсетілген параметрлердің келесі мәндері ұсынылады: соңғы қапаста қысу 10 ÷ 15 %; илемдеу ұшының температурасы 850 ÷ 900 °С; тарқату температурасы 550 ÷ 650 °С. Жұқа жолақтар өндірісінде илемдеудің соңғы температурасын жоғарылатудың негізгі құралы таза өңдейтін топта илемдеу жылдамдығын арттыру болып табылады. Металлдың жылу шығынын едәуір азайтуға аралық рольгангке жылу оқшаулағыш экрандарды орнату арқылы қол жеткізуге болады. Қалың жолақтар өндірісінде илемдеудің соңғы температурасының төмендеуіне қаралтым топтан келіп түсетін металл жолақтың қалыңдығын жұқарту және таза өңдейтін топта металды қапасаралық салқындатуды қолдану арқылы қол жеткізіледі. Жолақтарды тарқатудың қажетті температурасы бұрғыш рольгангтегі су бүріккіш құрылғылардың әрекетімен қамтамасыз етіледі.

Қазіргі заманғы жоғары өнімді кең жолақты орнақтар үшін илемдеу дәлдігін жақсартуға бағытталған шаралар өте маңызды. Мұндай түрдегі ең тиімді іс шаралардың қатарына ең алдымен ТП АБЖ енгізу жатады. Жолақтардың номиналды қалыңдығын сақтау және бойлық қалыңдығының әркелкілігін азайту САРТ қолдану арқылы жүзеге асырылады. Бұл жүйелер, атап айтқанда, кернеусіз оралған және САРТ болмаған кезде қалыңдығы жоғарылаған жолақтардың алдыңғы және артқы ұштарын қосымша қысуды қамтамасыз етеді. Көлденең қалыңдықтың әркелкілігін азайту үшін САРТ кеңінен қолданылады. Бұл жүйелердің жұмысы ең бастысы білікпелердің бүгіліп қалуына қарсы құралды пайдалануға негізделген. Қазіргі уақытта соңғы екі-үш таза өңдейтін қапастардағы орамдардың бүгіліп қалуына қарсы құрылғылар барлық отандық кең жолақты орнақтарда бар.

Металдың қажетті механикалық қасиеттерін қамтамасыз ету үшін орамдарға орау алдында жолақтар бұрғыш рольгангте орналасқан су бүріккіш қондырғылардың көмегімен сумен салқындатылады. Ыстықтай илемдеу орнағында илемделген барлық жолақтар барабан түріндегі үш орағышта орам жасап оралады. Оралатын жолақтың қалыңдығы 1,2÷12 мм, ені 800÷1500 мм, тарқатылатын жолақтың температурасы 600 ÷ 650 ^оС, жолақтың орағышқа кіру жылдамдығы 8,5 м/с дейін, жолақтың ең көп кернеуі 20 кН, орам диаметрі 1,1÷2,1 м.

3.1.2.4. Ыстықтай илемделген табақты фиништік өңдеу

ЛПЦ-2,3, ЦГЦА және АПР-5-те қайта өңдеуге арналған, сонымен қатар тұтынушыға жеткізуге арналған, орағыштан конвейермен келіп түскен орамдар, ыстықтай илемделген орамдар қоймасындағы (ЫИОҚ) табақ өңдегішке жиналады. ЫИОҚ қоймасынан кейін суытылған орам бумадағы табақтарға кесу үшін немесе тапсырысқа сәйкес анағұрлым жіңішке жолақтарға бойлық кесу үшін АПР-1,2 көлденең кесу агрегатына беріледі.

№1 көлденең кесу агрегаты тапсырысқа сәйкес ұзындығы мен ені өлшенген табақтарға қалыңдығы 4 ÷ 12 мм ыстықтай илемделген орам жолағын кесуге арналған. Ыстықтай илемделген жолақ орамдары орамдар қоймасынан агрегатқа суық күйінде (50 ^оС төмен температурада) кранмен беріледі. Жолақтарды кесу ұшпа қайшымен жүзеге асырылады. Жолақты кесу жылдамдығы 0,5 ÷ 1,5 м/с.

Агрегат № 2 кесу агрегаты қалыңдығы 1,2 ÷ 4 мм орамдық ыстықтай илемделген болат жолақты ені 700 ÷ 1550 мм, ұзындығы 1500 ÷ 6000 мм табақтарға көлденең кесуге арналған. АПР-2 жабдығының құрамында планшеттік ақауларды түзетуге арналған түзеткіш машина бар, түзету жылдамдығы 0,5 м\с-ден 2,5 м\с-ге дейін.

Түзеткіш машинадан кейін ыстықтай илемделген жолақ тартқыш аунақшаға және осыдан кейін ұшпа қайшының кескіш қапасына беріледі. Қайшылар 5 мм интервалмен мөлшерлі ұзындығы ,5–3,0 м және 10 мм интервалмен 3,0–6,0 м жолақты кесуге арналған. Кесілетін жолақтың қалыңдығы – 1,2–4,0 мм, ені 700–1550 мм, жолақтың қозғалу жылдамдығы – 1,25–2,5 м\с.

Өңделетін металл бумасы мен орамдар буып-түйгіш баумен байланады, таңбаланады және тұтынушыларға тапсырыс бойынша жөнелтіледі.

Ыстықтай илемделген орамдардың екінші бөлігі одан әрі қайта өңдеу үшін суықтай илемдеу цехының қоймасына келіп түседі.

А кәсіпорнының ыстықтай илемдеу цехының өндірімділік қуаты методикалық пештер мен "1700" ыстықтай илемдеу орнағының өндірімділігі бойынша жылына 4600,0 мың тонна көлемінде белгіленді.

3.4-кестеде 2015-2019 жылдары ыстықтай илемдеу орнағының өндірістік көрсеткіштері берілген.

3.4-кесте. Ыстықтай илемдеу өндірісі

р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне материалдарды тұтыну, т/т
р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Ыстықтай илемдеу илемінің өндірісі	тонна	2691132	3002321	3215895	2630609	2204354
2	Сляб	тонна	1,047	1,044	1,038	1,041	1,037

Ыстықтай илемдеу өндірісі жылдар бойынша 2204354 т/жылдан 3215895 т/жылға дейін, ал слябтық дайындама шығыны 1,037 т/т-дан 1,044 т/т дайын өнімге дейін өзгерді.

3.1.2.5. Ыстықтай илемдеу кезінде қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейі

Атмосфералық ауаға шығарындылар

Ыстықтай илемдеу кезінде металл біліктердің отқақты уатуы нәтижесінде тозаң түзіледі, оның түзілу көлемі илемдеу жылдамдығына және илемделетін материалдың бетінің ауданына байланысты болады және әдетте <100 г/т құрайды. Тозаңның шамамен 20 %-ы түйірлерінің өлшемі <10 мкм майда дисперсиялы болып табылады. Слябтық, блюмдық және сұрыптық орнақтарда бірінші өтпелерде ең қарқынды тозаң шығу орын алады.

Кәсіпорындардағы шығарындыларды тазарту үшін әртүрлі аспирация жүйелері ұйымдастырылады, мысалы: электрсүзгі қолданылатын таза өңдейтін қапастар тобының аспирация жүйесі (түрі 40-5-2 × 3–03, тазарту тиімділігі 95,4 %); Қапшық сүзгі қолданылатын фиништік өңдеу кезінде суықтай түзету қапасының аспирация құрылғысы (түрі ФРИП-540, тазарту тиімділігі – 99,8 %).

Ыстықтай илемдейтін илем өндірісі кезінде азот тотығы, көміртек тотығы және тозаң ластағыш заттар болып табылады.

Су тұтыну және сарқынды сулар

Ыстықтай илемдеу процесінде және онымен байланысты кезеңдерде салқындату үшін және технологиялық операцияларды орындау үшін су пайдаланылады.

Судың шығыны мен пайда болған сарқынды сулардың мөлшері су ағындарының ұйымдастырылуына байланысты. Тұйық су тазарту циклдарын пайдаланған кезде ағызылатын сарқынды сулардың мөлшері аз болады, жартылай жабық циклдерде сарқынды сулардың мөлшері 11 м³/т, ал ашық жүйелерде 11÷22 м³/т жетеді (ашық циклде салқындатуды ескере отырып).

Процеске жұмсалатын техникалық су шығыны (оның ішінде айналым циклдары) өнімнің 18 м³/т бастап 67 м³/т дейінгі диапазонында орналасқан, алайда, бұл судың негізгі бөлігі айналым циклінде, ол ыстықтай илемдеу өндірісінде 92% ÷98 % құрайды. Толықтыруға арналған "таза" судың шығыны өнімнің 0,5 м³/т бастап 1,6 м³/т дейін.

Электр қозғалтқыштар, жылыту пештері әдетте жанама салқындатылады, ал илемделетін материал, білікпелер, аралар, қиықтар, орағыштар және қабылдағыш рольгангтар тікелей салқындатылады. Су отқақты ұрғылау және жуу үшін де қолданылады.

Отқақты сарқынды сулардың және газды тазарту суларының құрамында үлкен отқақты бөлшектермен бірге ұсақ бөлшектер мен эмульсияланған майлар болады. Сондай-ақ, сарқынды суларда: жалпы темір, марганец, алюминий, никель, мырыш, фторидтер (сутегі фторидін қолданған кезде), фосфаттар (фосфаттау процестерінен) болады.

Қайта пайдалану үшін сарқынды суларды құрамындағы қалдық отқақ 40÷60 мг/л аспайтын мөлшерге дейін, майлар 15–20 мг/л көп болмайтындай мөлшерге дейін тазарту қажет. Мәселен, мысалы, ультрасүзгілеу және кері осмос қондырғыларын пайдалану сарқынды суларды 99,98 % тиімділікпен тазартуға және тазартылған суды циклге қайтаруға мүмкіндік береді.

Жартылай жабық циклде су тазартылады және температурасына қарай ішінара қайта пайдаланылады. Суды тазарту ашық жүйедегідей жүзеге асырылады, бірақ сүзілгеннен кейін су төгілмейді, ол сүзілген су бассейніне жіберіледі және таза суық сумен араластырылады. Қоспаның температурасына байланысты сүзілген су әртүрлі орнақ тұтынушыларына қайтарылуы мүмкін және тек артық су ғана төгіледі. Осылайша, айналымдағы судың көлемі жыл мезгіліне және өндірістің географиялық жағдайына байланысты болады.

Жабық сумен жабдықтау жүйесінен тазартылған су мүлдем төгілмейді, градирняларда немесе жылу алмастырғыштарда қажетті температураға дейін салқындатылады және илемдеу процесінде қайта пайдаланылады. Градирнялар бар болған кезде суды тұтыну булану мен үрлеу шығындарын өтеумен шектеледі (шамамен 3% ÷5%). Жылу алмастырғыштар бар болған кезде көп мөлшерде айналым суы қажет болады.

Ыстықтай илемдеу орнағының сумен жабдықтау және суды тазарту жүйелері өте күрделілігімен, суды көп сатылы пайдалануымен ерекшеленеді және бір-бірімен ішінара байланысқан бірнеше тізбектерден тұрады. Кейбір жағдайларда ыстықтай илемдеу орнағының сумен жабдықтау жүйесі басқа агрегаттардың бірдей жүйелеріне біріктірілген, мысалы: ДҮҚМ. Жүйелердің мұндай бірігуінің негізі сарқынды сулар құрамының ұқсастығы және агрегаттардың орналасуының жақындығы болып табылады.

Суды тұтынудың үлкен көлеміне байланысты ыстық илемдеу орнақтарының суды тұтынуды азайту және сарқынды суларды ағызу мүмкіндігі жоғары.

Кейбір кәсіпорындарда сумен жабдықтаудың бөлек "лас" айналым циклдары (мысалы, жылыту пештері, жұмыс қапастары, орағыштар) және "таза" айналым циклдары (мысалы, салқындатқыш су) ұйымдастырылады.

Тұйық контурлар мен көп сатылы сумен жабдықтауды пайдалану арқылы сарқынды сулардың ластануын болдырмау қара металлургияда белгілі және кеңінен қолданылатын әдіс болып табылады.

Өндіріс қалдықтары

Ыстықтай илемдеу кезінде бірқатар қатты және сұйық қалдықтар мен жанама өнімдер пайда болады, соның ішінде: металл қалдықтары және жанама өнімдер;

отқақ және отпен тазартылған металл;

тазартудан және илемдеуден шыққан тозаң;

құрғақ және майлы илемдеу отқағы;

білікпелерді тегістеуден шыққан шлам;

майлар мен майлайтын майлар.

Металл қалдықтары мен жанама өнімдер көп ластанбайды және оларды металл өндіру процесіне қайтаруға болады.

Материалды қыздырғаннан кейін және илемдеу жолдары арасында алынып тасталатын илемдеу отқағы негізінен темір оксидтерінен тұрады, оның құрамы болат маркасына және илемдеу процесіне байланысты болады, бірақ ондағы темірдің мөлшері шамамен 70 % (майлар мен ылғалсыз жалпы массадан, сондай-ақ отқақтың құрамындағы майлар - 4,6 % (0,5 %÷8,7 %), мұның өзі рециклингті қиындатады. Отқақтағы майдың мөлшері қолданылатын жабдықтың процесіне (әсіресе оның қызмет көрсету сапасына), отқақтың бөлшектерінің мөлшеріне байланысты, өйткені өте ұсақ отқақ бөлшектері (63 мкм-ден аз) майды адсорбциялайды.

Таза құрғақ және құрамында 1 % - дан аз май бар отқақ металлургиялық процеске, әдетте агломерат өндіруге арналған шихтаға қайтарылады.

Газ тазарту сүзгілеріндегі тозаңды металлургиялық өндіріске, мысалы, агломерация сатысына қайтаруға болады. Майлар мен майлайтын майларды домна пештері үшін отын ретінде немесе кокс өндірісінде қолдануға болады (бірақ оларды сусыздандыру қажет болуы мүмкін), сондай-ақ кокстеу алдында көмірдің тығыздығын арттыру үшін кокс шихтасында қолдануға болады.

3.2. Суықтай илемделген илем өндірісі (суықтай илемделген илем, конструкция, жабын, металл жолақ)

Суықтай илемдеу — табақ материалының қасиеттері орамдардың әсерінен өзгертілетін процесс, бірақ дайындама алдын ала қыздырылмайды. Бастапқы материал ыстықтай илемдеу орнақтарының орамдары болып табылады.

Металды суықтй илемдеу қажеттілігі, ең алдымен, ыстықтай илемдеу кезінде қалыңдығы бір миллиметрден аз сапалы табақ алудың мүмкін еместігіне байланысты. Бұған ыстық илемдеу кезінде пайда болатын отқақ кедергі келтіреді, оның қалыңдығы илектелетін металдың қалыңдығына сәйкес келеді. Тек суық илемдеу барлық көрсеткіштері бойынша - өлшемдердің дәлдігі, беттің өңделуі, физикалық-механикалық қасиеттері бойынша жоғары сапалы өнім алуды қамтамасыз етеді.

Сонымен қатар, суықтай илемдеу процестері ыстықтай илемдеу процестеріне қарағанда энергияны көп қажет ететінін атап өткен жөн. Суықтай деформациялау кезінде металл қатайтылады (нықталып жабысады); осыған байланысты пластикалық қасиеттерін қалпына келтіру үшін күйдіру қажет. Суықтай илемделген табақтарды өндіру технологиясы көптеген қайта өңдеулерді қамтиды, күрделі және әртүрлі жабдықты қолдануды қажет етеді.

Суықтай илемдеу қалыптау және басқа да пластикалық және беріктік сипаттамалары бойынша табақтардың жақсы технологиялық сапасын қамтамасыз етуге және берілген электрлік қасиеттерді алуға мүмкіндік береді, бұл суықтай илемделген илемнің әлемдік нарыққа шығуын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Илем металл және металл емес жабындарды (мырыштау, эмальдау, лак-бояу және полимерлі жабындар) жағуға жарамды табақтың беткі қабатының дәнекерленуі мен өңдеу сапасына қойылатын жоғары талаптарды қанағаттандырады.

Жұқа табақтық илемнің жалпы салмағындағы суықтай илемделген табақтардың үлесі шамамен 50 %-ды құрайды. Суықтай илемделген табақтардың негізгі бөлігі (шамамен 80 %) төмен көміртекті құрылымдық болат болып табылады.

Суықтай илемдеу әдісімен азық-түлік ыдыстарын дайындау үшін көп мөлшерде жұмсалатын өнім - барлық дерлік қаңылтыр өндіріледі. Қаңылтырға материал ретінде төмен көміртекті болат та қолданылады, бірақ көп жағдайда қаңылтырды қорғаныш жабынымен, көбінесе – қалайы жабынымен шығарады.

Суықтай илемделген өнімдердің кең таралған түрлеріне мыналар жатады: декапир (эмальданған ыдыстарды және басқа да жабыны бар бұйымдарды өндіру кезінде қолданылатын өңделген және күйдірілген болат), жаппа табақ (көбінесе мырышталып шығарылады), төмен қоспаланған конструкциялық болат. Қоспаланған болаттың екі маңызды тобын — тоттануға төзімді (тоттанбайтын) және электртехникалық болатты (динамдық және трансформаторлық) ерекше атап өткен жөн.

Суықтай илемделген табақ өнімдерінің түржиыны әртүрлі техникалық сипаттамалары мен өнімділік деңгейлері бар әртүрлі құрылымдағы илемдеу орнақтарын қолдану арқылы қамтамасыз етіледі. [18]

Суықтай илемдеу үшін болат илем деп аталатын орамдардағы ыстықтай илемделген илем бастапқы металл болып табылады. Суық илемделген өнімді өндіру технологиясындағы міндетті операция металл бетін илемдеуге дайындау болып табылады. Ыстықтай илемделген металдың беті отқақтың қабатымен жабылғандықтан, жоғары сапалы металл бетін алу үшін оны алып тастау қажет.

Заманауи суықтай илемдеу орнақтары дайын табақтың жоғары өнімділігі мен сапасын қамтамасыз ететін орамдық өндіріс әдісімен сипатталады. Суықтай илемдеу кезінде үйкеліс коэффициентін азайту, білікпелерді салқындату, сондай-ақ термиялық өңдеуден бұрын оны табақтың бетінен толық алып тастау мүмкіндігі тұрғысынан майлау сапасына ерекше назар аударылады.

Суықтай илемдеу алдында ыстықтай илемделген металл жолағының беті бастапқы концентрациясы 18÷20% тұз қышқылының ерітіндісімен желіндіру желілерінде өңделеді.

Кәсіпорындарда суықтай илемделген илем өндірісі кезінде мынадай шикізат және энергетикалық ресурстар пайдаланылады:

қазандық-пеш отыны (газдың әртүрлі түрлері (домна, кокс, табиғи), мазут, оттек);

электр энергиясы.

Кәсіпорындарда технологиялық қайта өңдеу бойынша тұтынылатын энергетикалық ресурстардың бөлек есебі көп дәрежеде жолға қойылмағандығына байланысты ОЭР тұтынудың және үлестік шығыстардың ірілендірілген көрсеткіштері қарастырылды.

3.5-кестеде суықтай илемдеу өндірісінде қолданылатын энергетикалық ресурстарды тұтынудың ағымдағы көлемі көрсетілген (КТА деректеріне сәйкес). Ресурстарды тұтынудың үлестік шығыстары ретінде бір илем тоннасына ресурстарды тұтыну анықталды.

3.5-кесте. Суықтай илемдеу өндірісі кезінде энергетикалық ресурстар мен суды тұтынудың ағымдағы көлемі

р/с №	Объектінің атауы	Тұтынылатын ресурс	Пайдаланудың нысаналы мақсаты	Өлшем бірлігі	Үлестік энергия тұтыну
1	2	3	4	5	6
1	А	Электр энергиясы	Суықтай илемделген илем	Мың кВт*с/өн.бірл.	579
2	А	Қазандық-пеш отыны	Суықтай илемделген илем	м³/өн.бірл.	234,07
3	А	Қазандық-пеш отыны	Суықтай илемделген илем	м³/өн.бірл.	70,28

3.2.1. Ыстықтай илемделген жолақты желіндіру

Бастапқы ыстықтай илемелген жолақтардың беті отқақпен (оксидтермен) жабылған. Егер дайындамаларға осы күйде суықтай илемдеу жүргізілсе, онда отқақ металға жаншылып, оның бетінің сапасын күрт нашарлатады. Сонымен қатар, отқақтың қаттылығы салыстырмалы түрде жоғары болғандықтан, илемдеу орамдарының тозуына ықпал етеді. Сондықтан бірінші қажетті технологиялық операция - ыстықтай илемделген жолақтардың бетінен отқақты алып тастау болып табылады.

Отқақты кетірудің тиімділігі оның физика-химиялық құрамына, қалыңдығы мен құрылымына, сондай-ақ желіндіру жағдайларына байланысты.

Ыстықтай илемделген көміртекті болаттың бетіндегі көпіршікті отқақ іс жүзінде екі қабаттан тұрады: металға қабысқан ішкі қабат —ҒеО вюститі (92 ÷ 95 %) және сыртқы қабат - Ғе₃О₄ магнетиті (5 ÷ 8 %). Кейде үшінші оксидтің ең жұқа қабаты - Fe₂О₃ гематиті сыртқы бетінде кездеседі. Ең оңай желіндірілетін вюстит қабаты, оның құрылымы кеуекті және салыстырмалы түрде беріктігі төмен. Отқақтың құрамында вюстит (темірдің шала тотығы - FeO) аз мөлшерде болғанда, ал гематит (Fe₂O₃) жоқ болғанда желіндіруге қолайлы жағдай болады. Себебі вюстит қышқылдарда жақсы ериді, ал гематит ерімейтін қосылыс болып табылады. Отқақтың пайда болуының мұндай шарттары илемдеудің төменгі температурасына тән. Жолақтарды орамға орау температурасының төмендеуі отқақ қабатының қалыңдығына әсер етпейді, бірақ жолақтың шеттері мен ұштарында гематиттің пайда болу қаупін азайтады.

Отқақты кетірудің желіндіру деп аталатын химиялық тәсілі және механикалық тәсілі бар. Желіндіру желілерінде отқақты осы екі тәсілді біріктіре отырып кетіреді: алдымен жолақ отқақбұзғыш арқылы өтеді, онда отқақ сындырылып, механикалық түрде кетіріледі, содан кейін жолақта қалған отқақты қышқыл ерітінділерінде еріту жүзеге асырылады.

Металды желіндіру процесі отқақтың қышқылдармен әрекеттесуіне негізделген. Бұл жағдайда отқақ химиялық өзгерістерге ұшырайды және негізгі металдан бөлінеді. Оған қоса, отқақты жою сонымен қатар отқақтың астында жиналып, оны металдан жұлып алатын гз тәрізді сутектің бөлінуі нәтижесінде пайда болады.

Болатты желіндіру үшін қолданылатын ең көп таралған қышқылдар - күкірт қышқылы (Н2ЅО4) және тұз қышқылы (HCl).

Желіндіру кезінде сутек бөлінеді. Сутек отқақ қабатының астына жиналып, металл бетінен отқақты механикалық ажыратуға (бөлуге) жеткілікті қысым түсіреді. Бұл процесс жолақтың бетін отқақтан тазартуды едәуір жылдамдатады.

Желіндірудің қарқындылығы желіндіру ерітінділерінің концентрациясы мен температурасына байланысты. Төменде осы параметрлердің тәжірибеде қалыптасқан оңтайлы мәндері берілген:

Қышқыл түрі Концентрация, % Ерітінді температурасы, °С

H₂SО₄ 20 ÷ 23 80 ÷ 95

НС1 16 ÷ 25 65 ÷ 85

Мысалы, АрселорМиттал Теміртау кәсіпорнында, толық циклді ресейлік металлургиялық кәсіпорындардан айырмашылығы, желіндіру үшін бастапқы концентрациясы 18 ÷ 20 % тұз қышқылының ерітіндісі қолданылады.

Желіндіру кезінде бөлінетін сутек отқақты кетіруге көмектеседі, бірақ сонымен бірге металдың иілгіштігін төмендете отырып диффузияланады. Металдың қасиеттерінің мұндай жағымсыз өзгерісі сутекті (желіндіру) сынғыштық деп аталады. Металды сутектің енуінен қорғау және қышқылдың металдың өзіне әсерін азайту үшін желіндіру ерітінділеріне ингибиторлық қоспалар қосылады. Олардың құрамында металдың бетіне адсорбцияланатын және оны еруден қорғайтын молекулалық үлдір түзетін заттар бар; бұл жағдайда оксидтердің еру жылдамдығы баяуламайды. Ингибиторлар тағы бір маңызды функцияны орындайды: олар желіндіру ерітіндісінің бетінде көбік түзеді, осылайша қышқылдың булануын азайтады және цехтағы атмосфералық жағдайды жақсартады.

Тұз қышқылын желіндіру ортасы ретінде пайдаланудың бірқатар маңызды артықшылықтары бар. Ең алдымен, тұз қышқылы күкірт қышқылына қарағанда белсенді болады, әсіресе оксидтерге қатысты, бұл желіндіру уақытын қысқартады. Тұз қышқылын өңдегеннен кейін жолақтардың беткі сапасы күкіртті өңдегеннен гөрі жақсы болады. Сутектің бөлінуі азаяды, осыған байланысты сутекті сынғыштықтың пайда болу қаупі азаяды. Тұз қышқылы жеңіл және жолақтардың бетінен шаю ваннасында оңай шайылып кетеді. Тұз қышқылын желіндіру кезінде пайда болған тұз қышқылының хлорлы сутек пен темір оксидтеріне термиялық ыдырауы өте оңай болатындығы маңызды. Бұл екі өнім де өндіріске қайтарылады. Суда еріген хлорлы сутек жаңа тұз қышқылына айналады, ал темір оксидтері ұнтақтық металлургияда және басқа салаларда қолданылады.

Тұз қышқылында желіндіру отқақтың сыртқы және ішкі қабаттарында жүреді. Тұз қышқылы вюститті ғана емес, сонымен қатар жоғары темір оксидтерін де жақсы ерітеді. Бұл жағдайда отқақ темірден жұлынып түсіп ваннаның түбінде немесе жолақта шлам түзбейді, ол толығымен дерлік ерітіндіге айналады. Тұз қышқылымен желіндіру кезінде металдың жоғалуы таза темірдің еруінің төмендеуіне байланысты күкірт қышқылымен желіндіруге қарағанда ~25 % - ға аз деп саналады. Тұз қышқылында желіндіру кезінде отқақтың еру қарқындылығы артады, қайта желіндіру сирек қолданылады. Метлдың беті тұз қышқылымен желіндірген кезде күкірт қышқылымен желіндіргенге қарағанда таза болады. Тұз қышқылының үлкен артықшылығы пайдаланылған тұз қышқылын желіндіру ерітінділерін толық регенерациялау мүмкіндігі болып табылады.

Алайда, тұз қышқылымен желіндіруді игеру белгілі бір қиындықтарға тап болып отыр. Өте агрессивті тұз қышқылын қолдану желіндіру агрегаттарының жабдықтарын оның әсерінен тиісті қорғауды қажет етеді. Желіндіру ванналардың ішкі беттері қышқылға төзімді кірпішпен қаланған, гранит және базальт плиталарымен қапталған; ванналардың қақпақтары ішінен қышқылға төзімді резеңке қабатымен жабылған және т.б. Атмосфераға хлорлы сутектің өте зиянды буларының бөлінуі ерекше қауіп төндіреді. Осыған байланысты ванналарды мұқият герметизациялауды қамтамасыз ету және шығатын булануларды сору үшін қуатты желдету жүйесі болуы қажет.

Желіндіру, әдетте, ыстық ерітіндіде жүзеге асырылады, содан кейін жолақ сығымдағыш роликтермен сығылады, жуылады, кептіріледі, жиектері кесіледі. Осылайша өңделген жолақ суықтай илемдеу орнақтарына беріледі. [19]

Желіндірудің металл ваннаға батырылатын және ерітінді қысыммен ағын түрінде берілетін 2 әдісі белгілі.

Ыстықтай илемделген орамдар ыстықтай илемделген орамдар қоймасында салқындатылғаннан кейін жолақтардың бетіндегі отқақты тұз қышқылы ерітіндісінде турбулентті режимде алып тастау үшін үздіксіз желіндіру агрегатының (ҮЖА) желіндіру желілеріне беріледі (3.6-сурет).

1 – екі позициялық тарқатқыш; 2 – отқақбұзғыш; 3 – тартқыш роликтер;

4 – түзеткіш машина; 5 – гильотинді қайшылар; 6 – түйіспісіруші машина;

7 – грат кетіргіш; 8 – табақ ию машинасы; 9 – тоспа шұңқыр; 10 – керу құрылғысы; 11 – ілгері-кейінді қапас; 12 – желіндіру ваннасы; 13 және 14 – суық және ыстық шаю ваннасы; 15 – кептіргіш құрылғы; 16 - тоспа шұңқыр; 17 – гильотинді қайшылар; 18 – дискілі қайшылар; 19 – майлайтын құрылғы; 20 – гильотинді қайшылар; 21 – орайтын машина (орағыш).

3.6-сурет. Көлденең типтегі үздіксіз желіндіру агрегатының схемасы

Орамдар желіндіру агрегатынан өткен кезде бүйір жиектері кесіліп, салмағы 45 тоннаға дейін ұлғайтылады. Агрегат үш бөліктен тұрады: жоғарғы, ортаңғы (технологиялық) және соңғы. Жоғарғы бөлігіне орамдарды тарқатқыш, отқақбұзғыш, түзеткіш мащина, гильотинді қайшылар, түйіспісіруші немесе жолақтарды пісіруші машина кіреді (1-8-позициялар). Агрегаттың ортаңғы (технологиялық) бөлігіне отқақты қосымша механикалық бұзуға арналған ілгері-кейінді орнақ немесе кергіш машина, желіндіру және шаю ванналары, кептіргіш құрылғы кіреді (9-15-позициялар). Агрегаттың соңғы бөлігінде гильотинді және дискілі қайшылар, майлайтын құрылғы, орағыш орналасқан (16-20-позициялар).

Тарқатқыштан 1 жолақ келіп түсетін отқақбұзғыш 2 шағын диаметрлі роликтердің айналасында жолақты қосарлы ию қағидаты бойынша жұмыс істейді. Бұл жағдайда отқақтың бір бөлігі кетіріледі (сыдырылады), ал екінші бөлігі шытынаған күйде жолақта қалады, бұл кейінгі желіндіруді жеңілдетеді.

ҮЖА-да желіндірудің үздіксіз жүруін қамтамасыз ету үшін жолақтарды үздіксіз таспа жасай отырып біріктіру түйіспісіруші машинада 6 жүзеге асырылады. Осының алдында жолақтар түзеткіш машинадан 4 өтеді, олардың ұштары қайшылармен 5 кесіледі. Пісірген соң грат (пісіру білікшесі) қондырғыда 7 кетіріледі. Пісірілуі қиын болаттан жасалған жолақтарды біріктіру үшін табақ ию машинасы 8 қолданылады.

Ортаңғы технологиялық бөлікте концентрациясы 5÷20% және температурасы 95 ^оС тұз қышқылы ерітіндісінде жолақ бетіндегі отқақты толық кетіру мақсатында жолақты желіндіру жүргізіледі. Жолақты желіндіру ваннасына түсірмей тұрып, отқақты қосымша механикалық бұзу жүргізіледі. Ол үшін ілгері-кейінді қапас 11 (сығу 2÷5%) немесе пластикалық керу машинасы (ұзарту 3 % дейін) қолданылады. Содан кейін негізгі операция - желіндіру жасалады. Желіндіру ваннасы әрқайсысының ұзындығы 25 м 5 секцияға бөлінген. Ваннаның секциялары қышқылды ерітіндіні жолақтың қозғалысына қарай құю үшін каскадты түрде орналасқан. Ерітіндінің біртектілігін сақтау ерітіндіні ваннаның әр бөлігіне берілетін бумен араластыру арқылы жүзеге асырылады. Желіндіру процесінде желіндіру ерітіндісінде хлорлы темір түзіледі, оның рұқсат етілген мөлшері 15÷20 % болуы керек. Жолақ соңғы желіндіру ваннасынан кейін шаю үшін алдымен суық су құйылған ваннаға 13, сосын ыстық су құйылған ваннаға 14 келіп түседі. Осыдан кейін жолақ кептіргіш құрылғы 15 арқылы өтеді, ол жерде оған ыстық ауа үрленеді.

Агрегаттың соңғы бөлігінде пісірілген жерлері қайшылармен 17 кесіледі (орам массасын қажетті деңгейге ұлғайтуды ескере отырып), бүйіржақ жиектері дискілі қайшылармен 18 кесіледі, металдың беті құрылғыда 19 майланады, жолақтарды орғаышта 21 орам жасап орайды. Берілген массадағы орамдарды алу үшін қайшылар 20 қолданылады.

Жоғарыда айтылғандардан агрегаттың жоғарғы бөлігі мен соңғы бөлігі жолақтардың ұштарын (жоғарғы бөлігінде) пісіруге және пісірілген жерлерін кесуге немесе тоқтаусыз таспаны массасы өлшенген орамдарға (соңғы бөлігінде) кесуге қажетті мерзімді тоқтаулармен жұмыс істейтіні түсінікті болады. Сонымен қатар, желіндіру ванналары арқылы қозғалатын жолақтың қозғалыс жылдамдығы технологиялық нұсқаулыққа сәйкес тұрақты болуы керек. Бұған агрегаттың құрамына жолақ жинағыштарды 9 және 16 (тоспа шұңқырларды) қосу арқылы қол жеткізіледі. Гратты пісіру және кетіру кезінде жолақ тоспа шұңқырдан 9 желіндіру ванналарына келіп түседі; көрсетілген операциялар аяқталғаннан кейін қондырғының жоғарғы бөлігі жоғары жылдамдықпен жұмыс істей бастайды, соның арқасында тоспа шұңқырда жолақ қоры қайтадан қалыптасады. Осыған ұқсас функцияны тоспа шұңқыр 16 орындайды. Жолақ пісірілген жерлерін кесіп жатқанда осы шұңқырға жиналады, содан кейін агрегаттың соңғы бөлігі жоғары жылдамдықпен іске қосылады. Көлденең типтегі агрегаттардағы желіндіру ванналары арқылы жолақтың максималды өту жылдамдығы 3÷6 м/с шегінде болады.

3.6-кестеде желіндіру кезіндегі маркерлік ластағыш заттар концентрациясының мәндері берілген.

3.6-кесте. Маркерлік заттар және олардың концентрациясы

р/с №	ЛЗ атауы	Орта концентрациясы, мг/Нм³
1	2	3
1	HCl	36,255
2	Күкірт диоксиді (SOx)	73,032

3.2.2. Суықтай илемделген өнім өндірісі үшін, жабындалған өнім үшін желіндірілген ыстықтай илемделген орамдарды суықтай илемдеу

Желіндіріп, шайып, кептірген соң жолақтардың жиектері кесіледі, содан кейін жолақтар салмағы 20 т-тан 45 т-ға дейінгі үлкейтілген орамдарға оралады. Желіндірілген ыстықтай илемделген орамдардың бір бөлігі қаңылтыр өндірісіне, екіншісі 1700 бес қапастық суықтай илемдеу орнағының тиегіш құрылғысының тасымалдағышына беріледі.

Орнақ жабдықтарын қолданысына қарай келесі негізгі бөліктерге бөлуге болады:

орамдарды беру, дайындау және тарқату, түзету, пісіру және жолақты керіп тасымалдау механизмдері кіретін жоғарғы бөлік;

жолақтарды пісіру үшін жоғарғы бөлігі тоқтаған кезде орнақтың үздіксіз жұмысын қамтамасыз ету үшін жолақты керу, ұстап тұру және орталықтандыру механизмдерін қамтитын ілмекті құрылғы (ілмек аккумулятор);

жолақты ілмекті құрылғыдан бірінші қапасқа беруді қамтамасыз ететін және жолақты керу және орталықтандыру механизмдерін қамтитын кіру бөлігі;

қосалқы механизмдері бар бес қапастық топтан тұратын илемдеу орнағы;

жолақты керу, кесу және орау, дайын орамдарды алу және жинау механизмдерін қамтитын шығу бөлігі.

3.7-сурет. Орамдарды суықтай илемдейтін 1700 үздіксіз 5 қапасты орнақтың технологиялық схемасы

Орамдар шынжырлы тасымалдағышпен тарқатқышқа келіп түседі, онда жолақты айнала отырып түзеткіш-кергіш машинаға және жолақтың ұшын №1 орнақтың қапасының білікпелері қармап алғанға дейін одан әрі жіберіледі. Жолақтың алдыңғы ұшы арнайы құрылғымен бүгіліп, жолақты бірінші қапастың білікпелеріне жеткізетін тарту роликтеріне орнатылады. Барлық қапастардан өткеннен кейін (берілген қысумен) жолақтың алдыңғы ұшы орағыштың барабанына келіп түседі. Айқастырғыштың көмегімен жолақты барабанға орау басталады. Барлық аталған бастапқы операциялар төмен, қалыптандырғыш жылдамдықта орындалады (0,5 ÷ 2,0 м/с). Жолақтың 3-4 орамы барабанға оралған соң, орнақ жұмыс жылдамдығына ауысады. Орамды илемдеу аяқталған соң және тарқатқышта жолақтың 2-3 орамы қалған кезде, орнақтың жылдамдығы қалыптандырғыш жылдамдыққа дейін төмендейді. Тоқтаусыз илемдеу орнақтарында жолақтардың ұштары пісіріледі, сондықтан илемдеу кезінде үзілістер болмайды. Пісіру кезінде жолақтар ілмекті жинағыштың білікпелеріне келіп түсе береді. Бұл орнақтарда илемдеу жылдамдығы пісіру жігінен өткен кезде ғана, сонымен қатар жолақты ұшпа қайшылармен кесердің алдында және жолақтың ұшын бос орағышқа жүктер алдында ғана төмендейді. Егер орнаққа келіп түсетін орамдар бірнеше жолақтан құралса (пісірілсе), онда пісіру жіктерін илемдеу төмендетілген жылдамдықта (шамамен 5 м/с) жүзеге асырылады.

Көміртекті және төмен қоспаланған конструкциялық болаттарды суықтай илемдеу орнақтарында жиынтық қысу көп жағдайда 50÷97 % шегінде болады.

Жолақтарды суықтай илемдеу әрқашан кернеумен жүзеге асырылады. Ол (еркін илемдеумен салыстырғанда) барлық қапастар арасында орамдардың айналу сандарының бір-біріне сәйкес келмеуі арқылы мәжбүрлі жасалады. Үздіксіз орнақтың соңғы қапасында алдыңғы кернеу орағыштың әсерінен пайда болады. Реверсивті орнақтарда орағыштар алдыңғы және артқы кернеуді жасайды.

Кернеудің жағымды рөлі, біріншіден, металдың білікпеге қысымы төмендейтінімен және екіншіден, анағұрлым тегіс жолақтар шығарылатынымен түсіндіріледі. Дегенмен, тым жоғары кернеулерді қолдану илемдеу кезінде жолақтардың жарылуына байланысты қауіпті. Әдетте меншікті кернеудің шамасы тойтаруды ескере отырып, металдың аққыштық шегі (0,2–0,5) s_т шегінде белгіленеді. Соңғы қапас пен орам арасындағы 0,1 s_т-дан төмен меншікті кернеу, шамадан тыс тығыз орамдардың пайда болуын және кейіннен күйдіру кезінде орамдардың пісірілуін болдырмау үшін қабылданады.

Соңғы рет өткізгеннен кейін, орау алдында арнайы ерітіндіні жолаққа беру арқылы бетті күйдірілген майлар мен кірден тазарту жүргізіледі. Илем процесінде жолақтың қалыңдығын автоматты түрде реттеу жүзеге асырылады.

Орнақта майлап суыту сұйықтығын (технологиялық майлау және су эмульсиялары) қолдана отырып қалыңдығы 0,5 ÷ 2,5 мм суықтай илемделген жолақтарды илемдеу жүргізіледі. Қалыңдығы 0,17–0,5 мм жолақты илемдеген кезде пальма майы түріндегі технологиялық майлау майы және оның модификациясы қолданылады. Технологиялық майлаудың негізгі мақсаты - деформация ошағындағы жанасу беттеріндегі сыртқы үйкеліс күштерін төмендету. Осының арқасында илемдеу күші азаяды және энергия шығыны азаяды, сондықтан қысуды арттыруға мүмкіндік туады. Илемдеу кезінде жолақты майлау су-май қоспасы (СМҚ) және майлау-салқындату сұйықтығы (МСС) арқылы жүзеге асырылады.

СМҚ технологиялық майлауды тұзсыздандырылған сумен араластыру арқылы алынады. МСС ретінде СМҚ құрамындағы технологиялық майлауды эмульсиялау нәтижесінде пайда болатын сұйықтық және білікпелерді салқындату үшін берілетін химиялық тазартылған су қолданылады.

Илемдеу кезінде жолаққа СМҚ және МСС беру мыналарды қамтамасыз етуі тиіс:

желіндіру күшін азайту;

білікпелердің жылуын әкету;

білікпелер мен жолақтардың тозуынан шығатын өнімдерді барынша азайту;

илемдеу кезінде майлаудың минималды ыдырауы;

білікпелер мен жолақтың тозу өнімдерінің жолағынан, технологиялық майлаудың ыдырау өнімдерін оңай алып тастау.

Қазіргі заманғы суықтай илемдеу орнақтары жоғары механикаландырылған және автоматтандырылған қондырғылардың қатарына жатады. Жолақтардың профилін реттеу және илемдеу дәлдігін арттыру үшін жұмыс қапастары орамдарды мәжбүрлеп ию (июге қарсы) қондырғыларымен жабдықталады. Технологиялық процеске әсер ету: жолақ қалыңдығын (СAPT), кернеуін (САРН), жолақтың профилі мен формасын (САРПФ), майлау-салқындату сұйықтығын беруді (САПОЖ) бірқатар автоматты реттеу жүйелерінің көмегімен жүзеге асырылады. Бұл жүйелер, сондай-ақ әртүрлі операцияларды автоматты түрде орындау үшін қажет көптеген басқа жүйелер (орнақты баптау, білікпелерді ауыстыру және т.б.) орнақтың ТП АБЖ құрайды.

Төрт және бес қапасты үздіксіз орнақтарда илемдеудің максималды жылдамдығы 25 ÷ 30 м/с жетеді.

Илемдеу орамдарының бір бөлігі ыстықтай алюминийлеу цехына беріледі. Илемделген орамдар қорғаныс газының атмосферасында "жеңіл" күйдіру үшін термиялық бөлімге келіп түседі.

3.7-кестеде полимерлік жабынды қолданған кездегі маркерлік ластағыш заттар концентрациясының мәндері берілген.

3.7-кесте. Маркерлік заттар және олардың концентрациясы

р/с №	ЛЗ атауы	Макс. концентрациясы, мг/Нм³
1	2	3
1	ҰОҚ	351,9

3.2.3. Металды қалпақты пештерде (ҚП) жасыту

Көміртекті болатты термиялық өңдеудің негізгі түрі суықтай илемдеуден кейін жасыту болып табылады, бұл суықтай деформациялау нәтижесінде пайда болған тойтарманы жою және металдың пластикалық қасиеттерін қалпына келтіру үшін қажет. Металды қыздыру температурасы 680÷720 °С. Құрылымдық өзгеру тұрғысынан бұл күйдіру қайта кристалдану болып табылады.

Металл өндірісінің шамалы бөлігі нормаланады немесе тұтынушыларға беріктетілген күйде жеткізіледі. Суықтай илемделген табақтық болаттың негізгі көлемі қайта кристалдандыратын қыздырудан өтеді (орамдар үшін – ұзақ мерзімді болуы және өтпелі пештердегі жолақ үшін – қысқа мерзімді болуы мүмкін), ол 630÷700 °С температурада өндіріледі, муфель астындағы жеңіл салқындатудың соңғы температурасы сапалы металл үшін - 120 ^оС және қатардағы металл үшін - 140^о÷160 ^оС. Қорғау ортасы - азот (3÷4 % сутек).

Жасыту қалпақты және мұнара пештерінде, сондай-ақ ауасыз үздіксіз жасыту агрегаттарында (ҮЖА) жүзеге асырылады.

Ең көп таралғаны - бір дестелі сорғыш пештер.

Мұндай пештің схемасы 3.8-суретте көрсетілген.

1 — стенд; 2 — орам дестесі; 3 — муфель; 4 — құм бекітпе; 5 — жылжымалы жылыту қақпағы; 6 — инжекциялық оттық; 7 — түтін терезесі; 8 — эжектор;

9 — қорғаныш газын беруге арналған құбыр; 10 — желдеткіш; 11 — конвекторлық төсем; 12 — қорғаныш газын шығаруға арналған құбыр

3.8-сурет. Орамдарды күйдіруге арналған бір дестелі қалпақты пештің схемасы

Қозғалмайтын стендіде 1 3-4 орамнан тұратын десте 2 орнатылады, ол отқа төзімді болаттан жасалған муфельмен 3 жабылады. Муфельдің астыңғы жағы құм бекітпемен 4 герметикаландырылады. Орамдар жылжымалы жылыту қақпағының 5 көмегімен қыздырылады, оның төменгі жағында периметрі бойынша оттықтар 6 орнатылған. Қалпақ салмағы жеңіл отқа төзімді кірпішпен қапталған. Оттықтарға отын ретінде табиғи немесе кокс газы немесе осы газдардың домна газымен қоспасы қолданылады. Муфельді 3 қоршап тұрған жану өнімдері оны қыздырады және түтін терезелері арқылы 7 эжектормен 8 сорылады. Қыздырар алдында орамдар орналасқан муфель астындағы кеңістік қорғаныш (бейтарап) газбен толтырылады, оған азот-сутек қоспасы (96 % азот және 4 % сутек) пайдаланылады. Қорғаныш газы қызған кезде металл бетінің тотығуына жол бермейді. Қорғаныш атмосферасында жасыту ерекше атаумен - ауасыз жасыту деп аталады.

Металлдың температурасын табанның биіктігімен теңестіру және желдеткішпен 10 қыздыру процесін жеделдету мақсатында муфель астындағы кеңістікте қорғаныш газының мәжбүрлі айналымы жүзеге асырылады. Газдың орамдардың арасына өтуі үшін конвекторлық (қырлы) төсемдер 11 орнатылады.

Бүкіл жасыту циклін үш кезеңге бөлуге болады: металды белгіленген температураға дейін қыздыру (10÷22 с); максималды температурада ұстау (24÷36 с); қоршаған орта температурасына дейін салқындату (60÷85 с). Металдың стендте болуының жалпы ұзақтығы орамдардың массасына, болат маркасына, жолақтың қалыңдығына және басқа факторларға байланысты 105 сағаттан 150 сағатқа дейін.

Қаптамадан шығарғаннан кейін орамдар мәжбүрлі салқындату алаңына орнатылады, онда 40÷70 сағат ішінде салқындатылады. Салқындатып жасыту циклі 145÷220 сағатты құрайды. Пештердің жылу режимі автоматтандырылған.

3.8-кестеде жасыту процесінде жартылай фабрикатты қыздыру кезіндегі маркерлік ластағыш заттардың концентрациясының мәндері берілген.

3.8-кесте. Маркерлік заттар және олардың концентрациясы

р/с №	ЛЗ атауы	Макс. концентрациясы, мг/Нм³
1	2	3
1	NOx	292,99

3.2.4. Үздіксіз жасыту агрегатында (ҮЖА) металды жасыту

Тік және көлденең тартып өңдеу пештері бар ауасыз үздіксіз жасыту агрегаттары кең қолданысқа ие болып отыр. Қалпақты пештермен салыстырғанда олардың айтарлықтай артықшылықтары бар: өндірімділігі анағұрлым жоғары (60÷80 т/с дейін), ықшамды, күрделі шығындары аз, қызмет көрсетуші персонал саны аз. Үздіксіз жасыту агрегаттары (ҮЖА) термиялық өңдеу режимдерін автоматтандыруға және өзгертуге ыңғайлы. Олар құрылымы біркелкі және қасиеттері тұрақты металл алуға көмектеседі. ҮАЖ схемасы 3.3.3-т. берілген.

3.2.5. Металды дрессирлеу

Жасытқан соң жұқа табақтық болатты дрессирлейді. Бұл термин металл бетінің соңғы өңдеу процесін және соңғы механикалық қасиеттерді алуды білдіреді. Дрессирлеу – ішкі қабаттардың иілгіштігін сақтай отырып, беткі қабаттарды қатайтуға мүмкіндік беретін, әдетте 0,8÷5% шегінде аз қысыммен жасытылған металды суықтай илемдеу. Бұл жақсы қалыптаулықты қамтамасыз етеді, қалыптау кезінде сығысу сызықтарының (илемге кесе көлденең немесе бұрышпен қиысқан жарықтар түріндегі сызықтар) және қалдық кернеулердің пайда болуына жол бермейді. Егер дрессирлеуден өтпеген жасытылған табақтық болатты қалыптаса, онда бұйымның беті кедір-бұдыр болып қалады, "апельсин қабығы" деп аталатын бет қалыптасады. Бұл ығысу сызықтарының бетіне басылуының салдары (Чернов-Людерс сызығы). Беті осындай өнімдер бояуға, эмальдауға немесе басқа жабындарды қолдануға жарамайды. Дрессирлеу процесінде металдың жұқа контактілік қабаттары білікпелерде қысылады, осының нәтижесінде қалыптау кезінде бетінде ығысу сызықтары пайда болмайды.

Дрессирлеу процесінде толқындылық пен майысулар жойылады, яғни планшеттілігі ұлғайтылады. Металдың механикалық қасиеттері біршама жақсарады (аққыштық шегі аздап төмендейді, беріктігі артады), өнім бетінің қажетті микрорельефі қалыптасады.

Дрессирлеу кезінде металдың дрессирлеу алдындағы қысу дәрежесі (деформация) және температурасы аса маңызды болады.

Төмен көміртекті болаттар өте жұмсақ, аққыштық шегі жоғары болады және уақыт өте келе механикалық қасиеттерін өзгертеді: беріктігі, қаттылығы жоғарылайды және иілгіштігі төмендейді. Бұл құбылыс болаттың ескіруі деп аталады. Аққыштық шегін 0,8÷1,2% қысу арқылы азайтуға болады. Мұндай қысу механикалық қасиеттеріне аз әсер етеді, бірақ аққыштық шегін төмендетеді. Деформациялау дәрежесінің жоғарылауымен ескіру процесі баяулайды, алайда болаттың пластикалық қасиеттері нашарлайды. Ескіру жылдамдығына температура көп әсер етеді. Жазғы уақытта болат қысқы уақытқа қарағанда тезірек ескіреді, өйткені оған қоршаған ортаның температурасының жоғарылауы ықпал етеді.

Дрессирлеуден кейін металл әртүрлі дәрежеде ескіруі мүмкін: дрессирлеу алдында металл неғұрлым ұзақ ұсталса, термиялық өңдеуден кейін соғұрлым жақсы салқындатылады (температура 40 °C-тан аспауы керек), ескіру процесі баяу жүреді.

Өндірістің орамдық тәсілі кезінде дрессирлеу алдыңғы және артқы кернеумен жүзеге асырылады. Іс жүзінде нақты кернеулердің мөлшері көбінесе мынадай шектерде болады: алдыңғы (0,2÷0,5) s_т, артқы (0,1÷0,2) s_т. Қолданылатын кернеулердің мөлшері илемделетін жолақтардың қалыңдығының төмендеуімен өседі.

Технологиялық майлаумен дрессирлеу жақсы нәтиже береді. Майлауды (эмульсияны) қолдану білікпелерге қысымды біршама төмендетуге мүмкіндік береді және ең бастысы жолақтардың бетіндегі ластануларды кетіруге көмектеседі.

Қалыңдығына байланысты жолақ тікелей дрессирлеу қапасының жұмыс білікпелеріне (қалыңдығы 1,0÷3,5 мм) немесе кернеу құрылғысының роликтеріне (қалыңдығы 0,4 ÷ 1,0 мм) беріледі. Дрессирлеу 25 м/с дейінгі жылдамдықпен шағын қысу кезінде (3% дейін), кернеумен жүзеге асырылады. Дрессирлеу қапасынан өткеннен кейін жолақтың соңы орағыш барабанына бекітіледі, орам түрінде оралады, тасымалдауышқа беріледі, онда механикаландырылған тәсілмен байланады және мақсатына қарай одан әрі жабын агрегатына немесе кесу және қаптау агрегатына беріледі. Кейде дрессирлеу суықтай илемдеу цехындағы соңғы технологиялық операция болып табылады. Суықтай илемделген жолақты өңдеу (кесу, өңдеу, қаптау).

Дрессирленген орамдар бойлық және көлденең кесу агрегаттарына бекітіледі, онда жиектері кесіледі, косервациялық маймен майланады және тапсырысқа қарай жолақтар орамға оралады не өлшенген ұзындықпен табақтарға кесіледі. Әрі қарай, металл тұтынушыларға оралып, жөнелтіледі. Ағында табақтарды қалыңдығы бойынша автоматты түрде сұрыптайды.

1973 жылы пайдалануға берілген А кәсіпорны цехының жобалық қуаты жылына 1300,0 мың тоннаны құрады. Қазіргі уақытта бірқатар реконструктивтік іс-шаралардан кейін 1410.0 мың тоннаға дейін ұлғайтылды.

Орнақ жолақтың ені бойынша қажетті қысылуын және бірдей сорғышпен жолақ алуды, халықаралық, мемлекетаралық стандарттар мен техникалық шарттардың талаптарына сәйкес профиль алуды және жолақта ақаулардың болмауын қамтамасыз етуге тиіс.

2015 жылдан 2019 жылға дейінгі жұмыс кезеңінде суықтай илемделген металл өндірісі 3.4-кестеде келтірілген. Суықтай илемделген илем өндірісі 927534 т/жылдан 1075032 т/жылға дейін өзгерді. Осы жұмыс кезеңінде суықтай илемделген жолақтың шығыны дайын илемнің 1,0 т/т құрады.

3.9-кесте. Суықтай илемделген илем өндірісіне арналған материалдардың шығыны

р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне материалдарды тұтыну, т/т
р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Суықтай илемделген илем өндірісі	т	977937	1075032	1123164	927534	1013057
2	Тұзсыздандырылған су	м³	0,12	0,116	0,114	0,128	0,124
3	Домна газы	м³	164,5	184,5	172,2	178,3	198,
4	Кокс газы	м³	69,3	61,5	67,9	69,1	48,4
5	Консервациялық май	т	0,000183	0,000075	0,000115	0,000104	0,000103
6	Бу	Гкалл	37,9	51,9	44,8	39,	47,8
7	Ыстықтай илемделген болат жолақ	т	1,442	1,416	1,387	1,343	1,179
8	Сығылған ауа	м³	119,551	109,985	109,7498	122,5562	103,4404
9	Тұз қышқылы	т	3,07	3,11	3,81	3,73	3,24
10	Жасытылған ыстықтай илемделген жолақ	т	1,38	1,36	1,0	1,343	1,135
11	Суықтай илемделген дрессирленген жолақ	т	0,49	0,555	0,578	0,56	0,568
12	Суықтай илемделген жолақ	т	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
13	Суықтай илемделген жолақ (жасытылғаннан кейінгі)	т	0,49	0,555	0,578	0,56	0,568
14	Электр энергиясы	кВт*ч	121,	119,8	120,	124,4	116,8
15	Эмульсол	т	0,43	0,42	0,42	0,44	0,37

3.2.6. Суықтай илемделген илемнен қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

Атмосфералық ауаға шығарындылар

Орнақ жұмыс істеп тұрғанда ауаға шығарындылардың тандемінің құрамында май және тозаң – білікпелер мен илемделетін металдың тозуынан шығатын қатты бөлшектер болады.

Реверсивтік орнақтың жұмысы кезінде: ауаға шығарындыларда едәуір мөлшерде майлар болады. Ауа тартқыш желдету жүйесінен шыққан май регенерацияға жіберіледі.

Төмен қоспаланған және қоспаланған болаттарды мерзімді жасыту кезінде ауаға шығарындыларда едәуір мөлшерде азот оксидтері және күкірт диоксиді болады.

Төмен қоспаланған және қоспаланған болаттарды үздіксіз жасыту кезінде жасыту пештерінің құрамында азот оксидтері мен күкірт диоксиді, көміртегі оксиді бар бөлінетін газдары атмосфералық ауаға шығарылатын негізгі эмиссиялар болып табылады.

Жоғары қоспаланған болаттарды жасыту мен желіндірудің аралас желілерінде негізгі эмиссиялар пештерден шығатын газдар (желіндіру қондырғыларының скрубберлерінен шыққан құрамында күкірт диоксиді, азот оксидтері (құрамында азот оксидтері, фторлы сутегі бар)) және отқақты механикалық алып тастағаннан кейінгі тозаң болып табылады.

Суықтай илемделген жазық илем өндірісіне тән ластағыш заттардың құрамы 3.10-кестеде берілген.

3.10-кесте. Суықтай илемделген жазық илем өндірісіне тән ластағыш заттардың құрамы

р/с №	Процестің/ішкі процестің кезеңі	Ластағыш заттар
1	2	3
1	Кесу/тарқату	Тозаң
2	Тұз қышқылымен желіндіру	Хлорлы сутек, тозаң
3	Күкірт қышқылымен желіндіру	Күкірт қышқылы, күкірт диоксиді
4	Қышқылды қоспалармен желіндіру	Азот оксиді, фторлы сутек
5	Илем	Көмірсутек (ҰОҚ сияқты), тозаң
6	Жасыту	Тозаң, азот оксиді, күкірт диоксиді
7	Тұз қышқылымен регенерациялау	Хлорлы сутек, тозаң, күкірт диоксиді, азот оксиді
8	Күкірт қышқылымен регенерациялау	Күкірт қышқылы, күкірт диоксиді
9	Қышқылды қоспалармен регенерациялау	Тозаң, фторлы сутек, азот оксиді

Металды қышқылдарда желіндіру кезінде атмосфераға зиянды газдар мен булардың көп мөлшері бөлінеді: азот оксиді, фторлы сутек, күкірт қышқылының буы, металл тұздары. Илемдеу цехтарының желіндіру бөлімшелерінде және жабындау бөлімшелерінде (мырыштау, алюминийлеу және т.б.) зиянды шығарындыларды азайту үшін барлық ванналарды, машиналар мен аппараттарды герметизациялай отырып және скрубберлер мен циклондардағы шығарындыларды одан әрі тазалай отырып, аспирация жүйелерін ұйымдастыра отырып, үздіксіз әрекет ететін агрегаттар орнатылады.

Су тұтыну және сарқынды сулар

Суықтай илемдеу цехтарында су материалдың бетін тазарту, желіндіру және майсыздандыру ерітінділерін дайындау, материалды жуу және салқындату үшін қолданылады. Желіндіру және басқа процестер кезінде (жуу, газ тазарту, қышқылдардың регенерациясы) қышқыл ағындар пайда болады, майсыздандыру кезінде сілтілі ағындар да пайда болады.

Салқындату және майлау үшін илемдеу кезінде су-май эмульсиялары қолданылады, нәтижесінде құрамында майлар мен қатты қалдықтар бар сарқынды сулар пайда болады. Технологиялық майлаудың функционалдық мақсатына, оның түріне, орнақтың конструкциясына және оның түржиынына байланысты технологиялық майлауды беру үшін майлау және майлау-салқындату сұйықтықтарын беруге арналған әртүрлі жүйелер – тікелей әсер ететін, айналымдық, сондай-ақ аралас типтегі жүйелер қолданылады.

Жаңа көп қапасты илемдеу орнақтары бөлек екі-үш айналым жүйесімен жабдықталады. Орнақты үш жүйемен жабдықтау кезінде бірінші қапас бөлек жүйемен жабдықталады, бұл қалған жүйелердің желіндіру шламымен және майлау майымен ластануын болдырмайды. Ортаңғы қапастарда илемдеу үшін қолданылатын негізгі МСС беруге арналған жекелеген жүйе бар. Соңғы қапас сонымен қатар эмульсия (аз концентрацияда), су немесе жуу ерітіндісін беру үшін бөлек жүйемен жабдықталады. Бөлек жүйелер эмульсияның тазалығын және табақтардың бетінің сапасын арттырады.

Суықтай илемдеу орнақтарында салқындатқыш су илемдеу процесінен және жасыту пештерінен шығатын жылуды ыдырату үшін қажет болады. Илемдеу процесінің жылуы салқындатқыш суға негізінен эмульсия немесе оның салқындатқышы арқылы және ішінара МСС арқылы беріледі.

Салқындатқыш судың негізгі тұтынушылары:

тандем желілерінде эмульсияны салқындату;

мерзімді жасыту қондырғысынан кейінгі дрессирлеу қапасы;

дрессирлеу қапасы бар үздіксіз жасыту қондырғысы;

трансформаторлар мен қозғағыштарды салқындату;

сұйық майлау құрылғылары.

Қыздырылған салқындатқыш су пластиналы жылу алмастырғыштардағы техникалық сумен немесе градирняда буландыру арқылы салқындатылады. Жылу алмастырғыштардағы салқындатудың артықшылығы - химиялық заттарды айтарлықтай үнемдеу (коррозия ингибиторлары, жұмсартқыштар, диспергаторлар және биоцидтер), олар төгілмейді, керісінше циклге қайтарылады. Градирняда салқындатқан кезде, керісінше, булану салдарынан тұз концентрациясының жоғарылауына байланысты су тұрақты түрде ішінара ағызылуы қажет. Белгілі бір салқындату жүйесін таңдау жергілікті жағдайларға байланысты.

Төмен қоспаланған және қоспаланған болаттарды мерзімді және үздіксіз жасыту кезінде салқындатқыш су айналым жүйелерінде қолданылады. Жанама салқындату үшін пайдаланылатын су жабық жүйелерде айналдырылады.

Металды суықтай илемдеу кезінде жабдықты, қыздыру қондырғыларын, май мен ауа салқындатқыштарын салқындатудан пайда болатын сарқынды сулар ластанбайды, тек 5÷8 ^оC қыздырылады.

Тандем орнағы жұмыс істеген кезде тазартылуы тиіс сарқынды сулар пайда болады. Реверсивті орнақ жұмыс істеген кезде сарқынды суларда қатты сүзінділер, темір және қоспалаушы металл тұздары, май іздері болады. Төмен қоспаланған және қоспаланған болаттарды үздіксіз жасыту кезінде пайда болған сарқынды сулардың құрамында майлар мен қатты бөлшектер болады.

Суықтай илемдеу цехтарында суды технологиялық майлағыштардан, эмульсиялардан және механикалық қоспалардан тазартатын айналымды сумен жабдықтау жүйесі қолданылады. Орнаққа берер алдында судың қажетті сапасына көлденең тұндырғыштарда дәйекті тазалаудың үйлесімі және сүзгілерде алдын ала тазалаумен флотациялау қондырғысы арқылы қол жеткізіледі.

Суықтай илемдеу операцияларының қайта пайдалануға жарамсыз сарқынды суларын төгер алдында тазалау керек.

Бүгінгі таңда сарқынды сулардың құрамындағы негізгі ластағыш заттарға: көмірсутектер (майлар), қалқыма қатты бөлшектер, ауыр металдар (темір, жалпы хром, никель, мырыш) жатады.

Желіндіру кезеңі ең маңыздысы деп белгіленіп отыр, онда келесі параметрлерді бақылау керек: қышқыл сарқынды сулардың мөлшері, қышқыл сарқынды сулардағы органикалық заттардың (ХПК бойынша), Cr(VI)), фторидтердің (фторсутек қышқылын пайдалану кезінде) мөлшері.

Қышқыл сарқынды сулар қышқылды жуғаннан кейін немесе регенерациялағаннан кейін әдетте кальций гидроксиді немесе натрий гидроксиді сияқты агенттермен бейтараптандыру арқылы өңделеді. Еріген металл иондары гидроксидтер түрінде тұнбаға түседі, содан кейін седиментация әдістерімен, соның ішінде ағарту немесе сүзу арқылы бөлінеді. Кейде процесті жеңілдету үшін флокулянттар қолданылады. Тұнба, мысалы, шөгінділердің соңғы көлемін азайту үшін сүзгі престерімен суарылмайды.

Электролиттік химиялық алдын ала өңдеу процестерін пайдаланған кезде сарқынды суларды тазартудың қосымша кезеңдері қажет болуы мүмкін. Олар әдетте натрий бисульфитін немесе темір (II) қосылыстарын қолдана отырып хромды (VI) қалпына келтіру процестерін қамтуы мүмкін.

Сілтілі сарқынды сулардың ағындарын HCl көмегімен бейтараптандыруға, сүзуге, содан кейін төгуге болады.

Пайдаланылған салқындатқыш сұйықтықтар/майлау материалдары (эмульсиялар) эмульсияны бұзып немесе термиялық, химиялық, механикалық немесе физикалық, содан кейін су мен май фазасын айырып өңделеді.

Желіндіру қондырғысынан шыққан қышқылды жуу суын газ тазартқыштарға арналған шаятын су және регенерация қондырғысында технологиялық су ретінде пайдалануға болады. Егер қышқыл су қайта пайдаланылмаса немесе ішінара технологиялық су ретінде пайдаланылмаса, оны төгер алдында бейтараптандыру қондырғысында әкпен немесе NaOH бейтараптандырады. Тұнба сүзгі престерінде сусыздандырылады, содан кейін кәдге жаратылады.

Газды тазартудан шыққан қышқыл сарқынды сулар және басқа қышқыл сарқынды сулар жиі бейтараптандырылып, тұнба жойылғанымен, бұл сарқынды суларды қайта айналымға жіберуге мүмкіндік беретін процестер бар.

Өндіріс қалдықтары

Суықтай илемдеу кезінде өндіріс қалдықтары түрінде әртүрлі қатты қалдықтар, сарқынды суларды, тозаңды тазартудан алынған шламдар, сондай-ақ сұйық қалдықтар пайда болады. Орнақтар жұмыс істегенде қалдықтар ретінде эмульсияларды бөлуден және илем қапастарынан шыққан ауаны тазартудан майлы шламдар пайда болады. Жасыту процесінде қатты қалдықтар пайда болады: шламды кес, отқақ, майланған шлам.

Күкірт қышқылының регенерациясынан (FeSO₄·7 H₂O) темір сульфатын (FeSO4·7 H2O): кешенді темір тұздарын өндіру үшін; сарқынды суларды тазарту үшін флокулянт ретінде; адсорбенттерді өндіру үшін; мелиорациялық агент ретінде; темір оксиді негізіндегі пигменттерді өндіру үшін; күкірт қышқылын өндіру үшін қолдануға болады.

Тұз қышқылының регенерациясынан алынған темір оксидтерін бастапқы материал ретінде пайдалануға болады: ферромагниттік материалдар өндірісі үшін; ұнтақтық темір өндірісі үшін; құрылыс материалдарын, пигменттерді, шыны мен керамиканы өндіру үшін.

Сарқынды суларды тазартудан алынған шламдар аз ғана мөлшерде қайта өңделеді және негізінен қалдықтар полигонына жіберіледі.

3.3. Қаңылтыр өндірісі

Ақ (қалайыланған) қаңылтыр – әртүрлі коррозиялық ортада қалайы жабынының жоғары коррозияға төзімділігі, сондай-ақ қалыптау қасиеті жақсы болғандықтан контейнерлік ыдыстар мен ыдыс-қаптау өнімдерін өндіруге арналған негізгі материал, тамақ, химия, машина жасау және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.

Қаңылтыр ақ және қара болып екі түрге бөлінеді. Ең көп тарағаны - қалайының жұқа қабатын жағу арқылы қара қаңылтырдан жасалған ақ (қалайыланған) қаңылтыр. Қаңылтырға арналған металл негіз тынық, жартылай тынық және қайнағыш болаттан жасалған. Қалайы шығынын азайту үшін қаңылтырдың беті белгілі бір сапада болуы керек. Соңғы уақытта лакпен қапталған қаңылтыр көбірек өндіріліп жатыр.

Қаңылтырдың қазіргі заманғы өндірісіне тән сипаты - оны үздіксіз желіндіру, жасыту, дрессирлеу, электролиттік қалайылау процестерін қолдана отырып, орамдарда суықтай илемдеу.

Қаңылтыр өндіру процесі мен қаңылтыр цехының жабдықтары автотабақтар мен мырышталған табақтарды өндіру процестеріне ұқсас. Негізгі айырмашылығы: дрессирлеуден кейін суықтай илемделген жолақ орамдары қалайымен (қалайы жабыны) қаптау қондырғыларына келіп түседі.

А кәсіпорны келесі сұрыпты қаңылтыр шығарады:

қалыңдығы 0,17÷0,36 мм, ені 712÷1024 мм электролиттік қалайыланған ақ қаңылтыр;

қалыңдығы 0,17÷0,36 мм, ені 712÷1024 мм қара қаңылтыр;

қалыңдығы 0,35÷0,63 мм, ені 712÷1020 мм суықтай илемделген табақтық болат (конструкциялық және жаппа болаттың орамдары мен парақтары).

Өнімнің әр түрінің өзіндік технологиялық ағыны бар.

Қаңылтыр қаңылтыр цехында жасалады, оның құрамына мыналар кіреді: шексіз илемдейтін 1400 алты қапасты орнағы бар, 1400 дрессирлеу орнағы бар екі қапасты, 1400 илемдеу-дрессирлеу орнағы бар екі қапасты илемдеу бөлімшесі.

А кәсіпорны цехының өндірістік қуаты 850,0 мың тонна илемді құрайды.

Қаңылтыр өндірісінің 2015-2019 жылдардағы көрсеткіштері (КТА деректеріне сәйкес) 3.11-кестеде берілген.

3.11-кесте. Суықтай илемделген илем өндірісіне арналған материалдар шығыны (қаңылтыр, конструкция, жаппа, ЫМАЦ-ға арналған болат илем)

р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне материалдарды тұтыну, т/т
р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Суықтай илемделген илем өндірісіне арналған материалдар шығыны (қаңылтыр, конструкция, жаппа, ЫМАЦ-ға арналған болат илем)	т	363814	389769	429727	313562	140503
2	Домна газы	м³	100,104	126,804	164,036	158,562	234,075
3	Кокс газы	м³	63,371	57,447	90,997	88,334	70,282
4	Қалайы	Кг/т	5,51	5,5	5,43	5,17	5,27
5	Ыстықтай илемделген болат илем	тонна	1,124	1,093	1,095	1,122	1,164
6	Электр энергиясы	кВт*с	370,	350,	340,	340,	579,

3.3.1. Қаңылтыр өндіруге арналған, жабыны бар өнім өндіруге арналған желіндірілген ыстықтай илемделген орамдарды суықтай илемдеу

Қаңылтырға, конструкцияға, АНГА-ға арналған болат илемге қолданылатын желіндірілген ыстықтай илемделген орамдарды суықтай илемдеу илемі 1400 алты қапасты орнағында берілген қалыңдықта өндіріледі.

ЛПЦ-2-ден жасалған желіндірілген орамдар алты қапасты орнаққа келіп түседі. Орнақтың жоғарғы бөлігінде илемдеу орнағына келіп түсетін жолақтарды үздіксіз таспаға пісіру жүргізіледі. Технологиялық майлау қолданылатын орнақта қаңылтыр илемделеді және қалыңдығы 0,17÷0.63 мм және ені 750÷1250 мм суықтай илемделген жолақтар өндіріледі. Илемдеу жолақтары массасы 30 т дейінгі орамдарға оралады. Илемделген орамдардың бір бөлігі ыстық алюминийлеу цехына беріледі.

Тапсырыс бойынша қаңылтыр цехында металл өнімдерінің келесі түрлері шығарылады: ақ және қара қаңылтыр, конструкциялық және жаппа илем, мырышталған өнімдер мен полимерлік жабыны бар өнімдерді өндіруге арналған болат илем. Өнімнің әр түрінің өзіндік технологиялық ағыны бар. 6 қапасты орнақта қалыңдығы 0,17÷0,36 мм қаңылтыр илемделеді. Конструкциялық табақ және жаппа илем өндірісі мыналарды қамтиды: 6 қапасты орнақта жолақтарды илемдеу, қалпақты пеште "ауасыз" жасыту немесе мұнаралық пештерде үздіксіз жасыту, жолақтарды 2 қапасты орнақта дрессирлеу, кесу, қаптау, таңбалау агрегаттарында кесу.

Қаңылтыр цехына болат илем ретінде массасы 30 т дейінгі орамдағы қалыңдығы 2,0÷2,8 мм, ені 750÷1250 мм ыстықтай илемделген жолақ қолданылады. Қаңылтыр төмен көміртекті болаттан жасалады (0,07÷0,1 % С).

Қалыңдығы 2,0÷2,8 мм бастап 0,17÷0,63 мм дейінгі ыстықтай илемделген жолақты суықтай илемдеу диаметрі 605÷585 мм жұмыс білікпелері және диаметрі 1400÷1360 мм тіреу білікпелері бар; жүктеу жылдамдығы – 2 м/с дейін; қалыптасқан илемдеу режимінде максималды жылдамдығы 30 м/с дейін 1400 (білікпе бөшкесінің ені) алты қапасты үздіксіз орнақта жүзеге асырылады.

6 қапасты суықтай илемдеу орнағында алдыңғы және кейінгі орамдардың ағынында пісірілген ыстықтай илемделген жолақтарды ұзақ уақыт илемдеу жүзеге асырылады.

Илемдеу процесінің ұзақ уақыттық үздіксіздігін ("шексіздігін") қамтамасыз ету үшін орнақтың жоғарғы бөлігінде алдыңғы орам жолақтарының ұштарын кейінгі ұштарымен электрмен пісіруге арналған машина және осыған байланысты жолақтардың ұштарын пісіру кезінде илемдеу процесі тоқтамайтын жолақтың ілмекті жинақтағышы (аккумулятор) орнатылған. Түйіспісіру машинасында жолақтардың ұштары кесіледі, жолақтар түйістіріліп пісіріледі және пісіру жігі (гарт) тегістеледі. Әрі қарай жолақ жерасты ілмекті жинақтағышқа келіп түседі және кергіш роликті құрылғылардың көмегімен орнақтың бірінші қапасының білікпелеріне жіберіледі.

Орнақтың соңғы қапасынан шыққан кезде үздіксіз қозғалатын жұқа жолақ ұшатын қайшымен кесіледі және екі орағышпен (кезек-кезек) қажетті массадағы орамдарға оралады. Орамдар орағыштардың барабандарынан түсіргіштермен түсіріледі, шеңбер бойымен жолақпен байланады, таразыға тартылады және екі шынжырлы тасымалдағышқа беріледі.

Қаңылтырды суықтай илемдеу 85÷95 %-ға жететін үлкен жиынтық қысумен сипатталады. Осыған байланысты илемдеу процесінде болаттың қасиеттері айтарлықтай өзгереді. Иілгіштік көрсеткіштері төмендейді, ал беріктік көрсеткіштері артады. Сонымен қатар, илемдеу керумен жүргізілетінін және соңғы қапастардағы илемделген металдың қалыңдығы 0,3 мм-ден аз болуы мүмкін екенін ескере отырып, жолақтың жарылу қаупі едәуір артады. Жолақтардың ұштары, қатты тойтарудың салдарынан, орнақ жабдықтары үшін және, ең алдымен, орамдар үшін өте қауіпті.

Осылайша, жолақ жарылып кеткен жағдайда, бұзылған білікпелерді ауыстырып тиеуге қосымша уақыт жұмсау ықтималдығы жоғары, бұл орнақтың өнімділігін төмендетеді және білікпелердің шығынын арттырады. Бұған қоса, қаңылтыр өндірісінде орын алатын илемделген металдың иілгіштігі жеткіліксіз болған кезде, жолақтың беткі ақауларының пайда болу және көбею қаупі жоғары болады, бұл сонымен қатар илемдеу процесінде металдың иілгіштігіне және дайын өнімнің сапасына әсер етеді. 6 қапасты орнақта білікпелердегі қысымды өлшеуге, қапастар арасындағы керілуді өлшеуге, жолақтың қалыңдығын өлшеуге, жолақ профилін өлшеуге арналған аспаптар орнатылған.

Конструкциялық парақ пен жаппа илем өндірісіне мыналар жатады: жолақтарды 6 қапасты орнақта илемдеу, қалпақты пештерде "ауасыз" жасыту немесе мұнаралы пеште үздіксіз жасыту, жолақтарды 2 қапасты дрессирлеу орнағында дрессирлеу, кесу, қаптау, таңбалау агрегаттарында кесу.

Қара қаңылтыр өндірісі тазарту агрегаттарындағы жолақтарды тазартудан және орамның ақаулы учаскелерін алып тастай отырып жолақтарды дайындау агрегаттарындағы орамдарды өңдеуден қосымша өтеді.

Ақ қаңылтыр өндірісі, қара қалайы өндірісімен салыстырғанда, электролиттік қалайылау қондырғыларының желілерінде қара қаңылтырға қалайы жағудың қосымша технологиясын қамтиды. Қалайылау агрегаттарының желілерінде майсыздандыру, таттан тазарту (желіндіру), жолақтарды жуу, қалайыны электролиттік тәсілмен жағу, майлау және ақ қаңылтырды салмағы 16 тоннаға дейінгі орамдарға орау жүргізіледі. Тапсырыстарға сәйкес жолақ бетінің 1 м²-не 2,8 г-ден 8,4 г-ге дейінгі қалайы жабынының берілген массасы қолданылады. Орамдар табақтарды берілген өлшемдерге дейін кесу агрегаттарына беріледі. Бумаланған және орамдалған қаңылтыр қапталып, таңбаланып, тұтынушыларға жөнелтіледі.

3.3.2. Орамдарды электролиттік тазарту

Жолақтар илемделгеннен кейін бетіндегі май қалдықтары мен ластағыш заттарды кетіру үшін міндетті түрде тазаланады. Әдетте электролиттік тазарту қондырғылары қолданылады, онда ластағыш заттарды жоюдың мынадай әртүрлі тәсілдері біріктірілген: май қалдықтарын сілтілі ерітіндіде еріту (сабындау), щеткамен сүртіп тазалау, сумен шаю, жолақты электролиттік майсыздандыру ваннасы арқылы өткізу, қайта сүртіп тазалау және шаю. 80 ºС температурада сілтілі ерітіндіде электролиттік майсыздандыру.

Майсыздандыру әдісі катодты, анодты, анодты немесе контактісіз катодты болуы мүмкін. Анодты-катодты әдіспен майсыздандыру кезінде тот баспайтын болаттан жасалған электродтарға ток беріледі. Жолақ әр ваннаның бір өткелінде біреуінде – анод, екіншісінде – катод болады. Ванналардағы өткелдер арасында гуммирленген болат оқшаулағыш арақабырға орнатылған.

Тұрақты электр тоғын майсыздандыру ерітіндісі арқылы өткізген кезде жолақтың теріс зарядталған учаскесінде (катодта) сутек, оң зарядталған учаскесінде (анодта) оттек бөлінеді.

Катод (–): H₂O + 2ē ® H₂+ 2OH^–

Анод (+): 2ОН^– — 4ē ® О₂+ 2H⁺

Майлы үлдір мен ластанулар газ көпіршіктерінің бөлінуі есебінен жолақтың бетінен ажырайды. Ерітінді-газ шекарасындағы беттік энергия май-ерітінді шекарасына қарағанда көбірек болғандықтан, әрбір көпіршікке бір тамшы май сіңіріледі. Көпіршіктер үлкейген сайын ерітіндінің бетінен маймен бірге бөлініп шығады.

Майсыздандырудан кейін жолақтың бетінен майсыздандыру ерітіндісінің қалдықтарын кетіру үшін металды сумен жуу жүргізіледі.

3.3.3. Орамдарды үздіксіз жасыту агрегаттарында (ҮЖА) және қалпақты пештерде (ҚП) жасыту

Суықтай илемдеу орнақтарында қаңылтырды илемдеу кезінде жалпы қысу 85÷95% құрайды, бұл металдың қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі. Металдың қажетті сипаттамаларын қамтамасыз ету үшін термиялық жасыту жүргізіледі.

Жолақты үздіксіз күйдіру агрегаттарында (АНО) және қалпақты пештерде (ҚП) жасыту илемде берілген механикалық қасиеттерді (қаттылықты) қалыптастыруға арналған. Жасыту әдісін таңдау ақ қаңылтырды тұтынушылардың талаптарына сәйкес қаңылтырдың механикалық қасиеттерінің қажетті деңгейімен анықталады.

Терең кермелеуге арналған қаңылтыр мен жаппа және конструкциялық болат табақтарды өндіру кезінде 1400 орнағынан шыққан орамдар екі бөлек электролиттік тазарту агрегаттарында майсыздандырылады және қалпақты пештерде ауасыз жасытылады. Қалпақты пештерде (ҚП) жасыту кезінде қаттылығы әртүрлі қаңылтыр шығарылады, ол үшін жасыту режимін тиісті деңгецде реттеу қажет. Қаңылтырды жасыту әдетте қорғаныш атмосферасында жүзеге асырылады. Әдеттегі қорғаныш газының құрамының 6÷10% сутек, ал қалғаны азот болады. Муфель астындағы кеңістіктегі қорғаныш газының айналымы стендтік желдеткіштермен қамтамасыз етіледі. Пеш пен металдың температурасын бақылау жылу сезгіш элементтің көмегімен жүзеге асырылады.

Қалпақты пештер бір, екі, үш, төрт, сегіз дестелі болады. Пештер әдетте аралас кокс-домна газымен жылытылады. Ақ қаңылтырды өндіру үшін электролиттік тазарту агрегаттарында тазартудан өткен суықтай илемделген орамдар қалппақты пештерде жасытылады. Жасыту, әдетте, әр сатыда әртүрлі температурада бірнеше сатыда жүзеге асырылады. Температураны реттеу автоматты режимде жүзеге асырылады.

Үздіксіз жасыту агрегаты 85÷95 % қысумен 1400 орнақта илемделгеннен кейін айтарлықтай тойтарып бекітілген қаңылтыр жолағын ауасыз қайта кристалдандыруға арналған. Агрегаттың жоғарғы бөлігінде жолақты электролиттік тазарту (майсыздандыру) қондырғысы бар. Агрегаттың орта (пеш) бөліміндегі жолақ жылдамдығы 5÷10 м/с.

Үздіксіз жасыту агрегаттарының қалпақты пештерге қарағанда бірқатар артықшылықтары бар: қаңылтырдың қаттылығының кең ауқымы, жасытылған жолақтың бүкіл ұзындығы бойынша металдың физикалық және механикалық қасиеттерінің жоғары біркелкілігі, бір тазарту және жасыту агрегатында біріктіру, дайын өнімді алу процесін жеделдету, цехтың ауданын үнемдеу (3.9-сурет).

1 — тарқатқыштар; 2 — тартқыш роликтер; 3 — қайшылар; 4 — жолақ ұштарын пісіруге арналған машина; 5 — жолақты тазартатын құрылғы; 6, 9 — жолақ жинақтағыштар (ілмекті мұнаралар); 7 — бүйірлік жиектерді еесуге арналған дискілі қайшылар; 8 — жасыту пеші (камералар: а — қыздыру; б — ұсталым; в — баяу салқындату; г — жылдам салқындату; д — соңғы салқындату); 10 — пісірілген жерлерді кесетін қайшы; 11 — орағыштар

3.9-сурет. Үздіксіз жасыту агрегатының схемасы

Үздіксіз жасыту агрегаты қаңылтыр жолағын химиялық тазарту учаскесін қамтиды, онда жолақтан суықтай илемдеу кезінде қолданылатын технологиялық майланған май кетіріледі.

Жолақты қайта кристалдандыру бірнеше қыздыру, ұстау, реттелетін салқындату, жылдам салқындату және соңғы салқындату камераларынан тұратын мұнара пешінде жүзеге асырылады. Қыздыру камерасында жолақ газды радиациялық құбырлардың сәулеленуімен қажетті температураға дейін қызады (әдетте 500÷600 °C). Ұстау камерасында жолақ электр қыздырғыштардың көмегімен жасыту температурасында ұсталады. Реттелетін салқындату камерасында жолақ ауаны салқындату құбырлары арқылы цехтан ауаны сору арқылы салқындатылады (әдетте 400÷450 °C дейін). Әрі қарай, жолақ жылдам салқындату камерасына келіп түсіп, анағұрлым төмен температураға дейін салқындатылады (әдетте 100÷120 °C). Салқындату айналмалы желдеткіштердің көмегімен сулы жылу алмастырғыштар (тоңазытқыштар) арқылы тұйық контурлар бойынша айналатын қорғаныш газ ағындарымен жүргізіледі. Соңғы салқындату камерасында жолақ 60÷70 °C температураға дейін ағынды ауамен салқындатылады. Соңғы салқындату камерасынан басқа барлық камераларда азотсутекті қорғаныш атмосферасы бар. Берілген қаттылық параметрлері бар өндірілген қара қаңылтырдың таза жолағы үздіксіз жасыту агрегатынан түсіріліп, одан әрі өңдеу үшін цехтың кейінгі қайта өңдеу бөлімдеріне жіберіледі.

Алайда, үздіксіз жасыту кезінде қыздыру мен салқындатудың үлкен жылдамдығына байланысты, нәтижесінде металдың беріктігң біршама жоғарылайды және иілгіштігі төмендейді, бұл қасиеттері оны терең және өте терең кермелеуге пайдалануға кедергі келтіреді. Сондықтан цехтарда қалпақты пештер де, ҮЖА да орнатылады. Терең кермелеуге арналған қаңылтыр мен жаппа және конструкциялық болат табақтарды өндіру кезінде 1400 орнағынан шыққан орамдар екі бөлек электролиттік тазарту агрегаттарында майсыздандырылады және қалпақты пештерде ауасыз жасытылады.

3.3.4. Орамдарды дрессирлеу

Көміртекті болатты жасытудан кейінгі өңдеу операциясы салыстырмалы деформациялау шамасы 0,5÷3,0% болатын дрессирлеу немесе илемдеу-дрессирлеу орнақтарында табақты (жолақты) суықтай илемдеуден тұратын дрессирлеу болып табылады. Дрессирлеу процесінің міндеті - суықтай илемдеу мен жасытудан кейін жұқа табақтық болаттың беткі сапасын жақсарту, сондай-ақ қалыптауды қамтамасыз ету үшін беттік қатайту (тойтарып бекіту). Соңғы айтылған әдіс кейіннен суықтай қалыпталатын табақтар үшін өте маңызды, өйткені металдың беті жеткілікті деңгейде қатты болмаған кезде онда ығысу сызықтары пайда болуы мүмкін (ығысу жазықтықтарының табақтың сыртқы бетімен қиылысуынан қалған іздер). Бұл ретте, қалыпталған бұйымдарды басқа металдармен, лактармен, бояулармен жабындауға болмайды. Бұған негізінен автотракторлық табақтар, қаңылтыр және тоттан тазартылған (жасытылған және желіндірілген) табақтар жатады.

Екі қапасты орнақтарды қалыңдығы 0,22÷0,25 жолақтарды, бір қапасты орнақтарды — 0,3÷0,38 мм және одан көп жолақтарды дрессирлеу үшін қолданады.

Илемдеу-дрессирлеу орнақтары өз мақсатына сәйкес шығарылатын қаңылтырдың қалыңдығын айтарлықтай жұқартады. Негізгі 5 және 6 қапасты орнақтарда қалыңдығы 0,16÷0,18 мм-ден аз жолақтарды илемдеу қиын екенін ескеру қажет. Осыған байланысты қалыңдығы 0,08÷0,15 мм болатын жұқа қаңылтырды алу үшін қосымша, қайталама илемдеуді қолдану керек, ол екі-үш қапастан тұратын илемдеу-дрессирлеу орнақтарында жүзеге асырылады. Бұл жағдайда қалыңдығы 0,16÷0,30 мм жолақтар дайындама ретінде пайдаланылады. Илемдеу-дрессирлеу орнақтарында илемдегеннен кейін металл, әдетте, қайта жасытылмайды, яғни жолақтар шегенделген күйде шығарылады.

Дрессирлеу кезінде технологиялық майлауды қолдану табақтардың бетін жақсартады және бекітпелердің шығынын азайтады.

Жоғары сапалы табақты алудың қажетті шарты - дрессирлеу процесінің тұрақтылығы, ол негізінен арнайы керілу құрылғылары жасайтын артқы және алдыңғы кермелеулердің тұрақтылығымен қамтамасыз етіледі. Артқы және алдыңғы кермелеу, әдетте, кем дегенде 0,40 құрайды. Табақтарды бір-бірлеп дрессирлеу кезінде, әрине, кермелеуді жүзеге асыру мүмкін емес.

Кейбір заманауи кең жолақты орнақтарда жүктеу жылдамдығымен жүзеге асырылатын дрессирлеу процесі әлі де ұзақ уақытты алады. Мұның өзі әр орамда жолақтың біршама ұзындықтағы бөлігі дрессирлеуден сапалық көрсеткіштерге жеткізілмейтінін көрсетеді. Сондықтан табақты үздіксіз дрессирлеу процесін қамтамасыз ететін агрегаттар қажет, ол үшін сол агрегатта орамдарды пісіру керек. Бұл дрессирлеу режимін тұрақты етуге, дрессирленген табақтардың сапасын едәуір жақсартуға және өнімділікті арттыруға мүмкіндік береді.

Жолақты дайындау агрегатында (ЖДА) жиектерді кесу, қалыңдау және ақаулы учаскелерді кесу.

Жұқа табақты көміртекті болатты басқа өңдеу операциялары орамдарға оралған жолақты бойлық және көлденең кесу болып табылады, ол үшін мөлшерлі ұзындыққа көлденең кесу агрегаттары; кең жолақты бойлық кесу агрегаттары, көлденең және бойлық кесуге арналған біріктірілген агрегаттар қолданылады. Көлденең және бойлық кесу агрегаттарына берілетін бастапқы орамдардың массасы 40 т немесе одан да көп болады; кесу процесінде жолақтың қозғалу жылдамдығы 1÷7 м/с құрайды. [20]

3.3.5. Қаңылтыр орамдарын қалайылауға дайындау. Қара қаңылтыр өндірісі

Концентрациясы 80÷100 г/л күкірт қышқылының ерітіндісінде электролиттік желіндіру, ағындық жуу, щеткамен жуып өңдеу, шаю.

Жасыту және дрессирлеуден (немесе қосымша суықтай илемдеуден) кейін алынатын қаңылтыр қара қаңылтыр деп аталады. Азғантай мөлшерде бұл материал соңғы өнім болып табылады. Қара қаңылтыр өндірісі тазарту агрегаттарындағы жолақтарды тазартудан және орамның ақаулы учаскелерін алып тастай отырып жолақтарды дайындау агрегаттарындағы орамдарды өңдеуден қосымша өтеді.

3.3.6. Электролиттік қалайылау

Қаңылтыр илемдеу цехтары өнімдерінің негізгі үлесін ақ, қалайыланған қаңылтыр құрайды. Суықтай илемдеуден кейін қаңылтырды, әдетте, коррозиядан қорғау үшін қалайылайды. Негізінен консервілеу өнеркәсібіне арналған қаңылтырға қалайы жабынын қолдану қалайының әртүрлі тағамдардың агрессивті әсеріне жақсы коррозиялық төзімділігіне байланысты. Бұған қоса, қалайы жабыны жақсы дәнекерлеуге мүмкіндік береді және қаңылтырды осы жабынның тұтастығын бұзбай қалыптауға мүмкіндік береді.

Қаңылтырды қалайылау екі жолмен жүзеге асырылады: ыстық және электролиттік.

Қағида бойынша, қаңылтырды ыстықтай қалайылау табақтарда (карточкаларда) жүзеге асырылады, сондықтан қаңылтыр орамдары дрессирлеуден кейін қажетті мөлшердегі табақтарға кесу үшін көлденең кесу агрегатына келіп түседі. Орамдардағы қаңылтырды ыстықтай қалайылау агрегаттары кең қолданысқа ие болған жоқ: олар ені 500 мм-ден аспайтын жолақтарды қалайылау үшін ғана қолданылады. Бұл агрегаттардағы қалайылау процесі табақтардағы қалайылау процесіне ұқсас.

Қазіргі уақытта қаңылтырды ыстықтай қалайылауды электролиттік қалайылау процесі ығыстырып жатыр. Соңғы айтылған тәсіл 5÷7 кг/т қалайы шығындап, қалыңдығы 0,5÷1,5 мкм жабын шығаруға мүмкіндік береді. Электролиттік қалайылау агрегаттары (АЭЛ) үздіксіз жұмыс істеуімен, механикаландырудың және автоматтандырудың жоғары деңгейімен, жоғары өнімділігімен (жылына 300 мың тоннаға дейін) ерекшеленеді. Жаңа қаңылтыр илемдеу цехтарында ақ қаңылтыр алу үшін тек АЭЛ орнатылады (3.10-сурет). Алайда электролиттік қалайыланған қаңылтырдың ыстық қалайыланған қаңылтырға қарағанда коррозияға төзімділігі төмен. Сондықтан АЭЛ-да шығарылған ақ қаңылтырды көбінесе қосымша лакпен жабындайды.

1— тарқатқыштар; 2 — тартқыш роликтер; 3, 15 — қайшылар; 4 — пісіру машинасы;

5, 14 — тоспа шұңқыр; 6 —электролиттік тазалау ваннасы; 7 — желіндіру ваннасы;

8, 10 — жуу және сүрту құрылғылары; 9 — қалайымен электролиттік жабындау ваннасы; 11— жабынды балқыту қондырғысы; 12 — жабынды пассивтеу ваннасы;

13 — майлаушы қондырғы; 16 — орағыш; 17 — ұшпа қайшылар;

18 — табақ салғыштар

3.10-сурет. Қаңылтырды үздіксіз электролиттік қалайылау агрегатының схемасы

Осы агрегатта келесі операциялар орындалады: орамдарды орау, жолақтарды пісіру, электролиттік майсыздандыру, желіндіру, қалайыны электролиттік жағу, қалайы жабынын балқыту және пассивтеу, майлау, жолақтарды орамдарға орау немесе табақтарға кесу.

Негізгі операция ванналарда электролиттік қалайылау болып табылады, онда жолақ ілмектерінің арасына орналастырылған таза қалайы кесектері анод, жолақтың өзі - катод болады (тоқ айналмалы қола роликтер арқылы беріледі). Ваннадағы температурасы электролит қалайы сульфатынан (SnSO₄) 54 г/л, феносульфонды (сульфаминді не метилсульфонды), 90 г/л қышқылдан және процесті тұрақтандыруға және ұсақ түйіршікті, біркелкі жабынды алуға ықпал ететін беттік белсенді заттардың әртүрлі қоспаларынан тұрады.

Қалайылау және жуудан кейін жолақ жабынды балқыту қондырғысына келіп түседі. Жолақ индуктордың көмегімен немесе электр кедергісі әдісімен 232°C температураға дейін қыздырылады. Балқыту жабынның кеуектілігін жоюға мүмкіндік береді. Балқытылғаннан кейін жолақ тұзсыздандырылған суда 60÷70 °C температурада жылдам салқындатылады, нәтижесінде қаңылтырдың беті жылтыр болады.

Жабынды 90 °C температурада электролиттік пассивтеу оны келесі ерітіндіде өңдеуден тұрады: натрий бихроматы - 3 г/л, натрий тотығы гидраты - 0,8 г/л, натрий фосфаты - 15 г/л, күкірт қышқылды натрий - 15 г/л; бұл жағдайда қалайы бетінде өте жұқа түссіз үлдір пайда болады, ол жабынды тотығудан қорғайды.

Қорытындылай келе, жолақ жуылады, кептіріледі, электростатикалық майланады, дефектоскопиядан өтеді және орамаларға жіберіледі немесе табақтарға кесіледі.

Ақ қаңылтыр өндірісі, қара қалайы өндірісімен салыстырғанда, электролиттік қалайылау қондырғыларының желілерінде қара қаңылтырға қалайы жағудың қосымша технологиясын қамтиды. Қалайылау агрегаттарының желілерінде майсыздандыру, тоттан тазарту (желіндіру), жолақтарды жуу, қалайыны электролиттік тәсілмен жағу, майлау және ақ қаңылтырды салмағы 16 тоннаға дейінгі орамдарға орау жүргізіледі. Тапсырыстарға сәйкес жолақтың 1 м² бетіне 1,4÷8,4 г қалайы жабынының берілген массасы жағылады.

Жоғары сапалы дайын қаңылтыр өндіру үшін (бетінің тазалығы мен планшеті, минималды бойлық және көлденең қалыңдығы бойынша) төмендегілер көзделеді:

гидравликалық құрылғылардың көмегімен жұмыс білікпелерін иілуге қарсы профильдеу;

илемдеу кезінде жолақтың қалыңдығы мен керілуін жіңішке және қалың етіп реттеу;

илемдеу кезінде жолақтың ластануын болдырмау үшін жуғыш ерітіндіні тірек білікпелеріне мерзімді беріп тұру;

технологиялық майлау мен салқындатқыш судың берілуін реттеу арқылы білікпелердің тұрақты температурасын автоматты түрде ұстап тұру (илемдеу жылдамдығына байланысты);

жолақтың тұрақты кермелеп илемдеуді қамтамасыз ететін барабандары бар қалқымалы типті тарқатқыштарды қолдану;

орамды тиеу және тасымалдау құрылғыларында олардың бетіне зақым келтіретін орау операцияларына жол берілмейді;

жергілікті автоматтандыру жүйелері мен ЭЕМ қолдану.

3.3.7. Қаңылтыр табақтарының орамдары мен бумаларын өңдеу, кесу, орау

Қаңылтырды өндірудің ең жетілдірілген және өнімді тәсілі барлық технологиялық операцияларды механикаландыруға және автоматтандыруға мүмкіндік беретін орамдық өндіріс болып табылады. Бұл ретте, барлық технологиялық қондырғылар массасы үлкен және жолақ ұзындығы үлкен орамдармен жұмыс істейді. Тұтынушыларға дайын өнімді ораммен жіберу анағұрлым үнемді болып табылады. Алайда, тұтынушыларда қаңылтырдың болмауы (мысалы, консервілеу зауыттарында), орам жолағын кесуге арналған тиісті жабдықтың болмауы бұл операцияны металлургия зауытында жасауға және дайын өнімді тапсырыс берушілерге табақтармен (бумамен) жіберуге мәжбүр етеді.

Жолақты орамдарға орау немесе табақтарға кесу, табақтарды сұрыптау, бумаларға салу. Қаңылтырды 3÷4 м/сек жоғары жылдамдықта қалайылаған кезде, қалайылау агрегаттарындағы жолақтар кейіннен бөлек тұрған көлденең кесу агрегатында немесе қалайылау агрегатының кесу учаскелерінде табақтарға кесіліп, сұрыпталып, бумаларға жиналып, өлшеніп, қапталып және таңбаланып орамдарға оралады; қалайылау және көлденең кесу агрегаттарында, бумаларды сұрыптауда бракталған қаңылтырды қайта сұрыптау; бумаларды қаптау және таңбалау.

Орамдар табақтарды берілген өлшемдерге дейін кесу агрегаттарына беріледі. Бумалар мен орамдардағы қаңылтыр қапталады, таңбаланады және тұтынушыларға жөнелтіледі.

3.12-кестеде механикалық өңдеу кезінде маркерлік ластағыш заттар концентрациясының мәндері берілген.

3.12-кесте. Маркерлік заттар және олардың концентрациясы

р/с №	ЛЗ атауы	Макс. концентрациясы, мг/Нм³
1	2	3
1	Тозаң	144,89

А кәсіпорны цехының 850.0 мың тонна илемді құрайтын өндірістік қуаттылығы тапсырыстардың болмауына байланысты толық пайдаланылмайды. Қаңылтыр өндірісінің 2015-2019 жылдардағы көрсеткіштері 3.13-кестеде берілген.

3.13-кесте. Суықтай илемделген илем өндірісіне жұмсалған материалдар шығыны (қаңылтыр, конструкция, жаппа, ЫМАЦ-ға арналған болат илем)

р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне материалдарды тұтыну, т/т
р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Суықтай илемделген илем өндірісі (қаңылтыр, конструкция, жаппа, ЫМАЦ-ға арналған болат илем)	т	363814	389769	429727	313562	140503
2	Домна газы	м³	100,104	126,804	164,036	158,562	234,075
3	Кокс газы	м³	63,371	57,447	90,997	88,334	70,282
4	Қалайы	кг\т	5,51	5,5	5,43	5,17	5,27
5	Ыстықтай илемделген болат илем	тонна	1,124	1,093	1,095	1,122	1,164
6	Электр энергиясы	кВт*с	370,	350,	340,	340,	579,

3.4. Мырыш, алюминий-мырыш жабыны бар илем өндірісі

Ауқымды әрі көп мөлшерде өндірілетін суықтай илемделген жұқа табақтық болат коррозияға қарсы қорғаныс жабындарымен, ең алдымен мырыш, алюминий-мырыш және полимермен жабындалып шығарылады. Мырышты жабынмен жабындау мырыш балқымасына батыру әдісімен (ыстықтай мырыштау) немесе электролиттік әдіспен жүзеге асырылады. Ыстықтай мырыштау кезінде жабынның қалыңдығы 50 мкм, электролитпен - 10 мкм дейін жетеді. Ең көп қолданылатыны - ыстықтай мырыштау әдісі.

Мырышталған өнімді өндіруге арналған бастапқы материал - суықтай илемделген жолақ (болат илем). 5 және 6 қапасты орнақтарда илемделген суықтай илемделген орамдар ыстықтай мырыштау және алюминий цехына 3 желіге беріледі. ҮЫАМА (үздіксіз ыстықтай алюминийлеу-мырыштау агрегаты) мырыштау агрегаттарының және ҮЫМЖ (үздіксіз ыстықтай мырыштау желісі) желілерінде әртүрлі механикалық, физика-химиялық және термиялық операциялар орындалады.

Алюминий-мырыш және мырыш жабыны бар илем өндіру технологиясына жолақтарды дайындау, металл балқытылған ваннада жабын жағу және бетті пассивтеу операциялары кіреді. Жабыны бар жолақтарды дрессирлеу жүргізілуі мүмкін.

ҮЫАМА агрегатында өңделетін жолақтардың қалыңдығы 0,4÷2,0 мм, ҮЫМЖ-да 0,2÷1,6 мм, ені 750÷1450 мм. Тапсырыстарға сәйкес жабынның массасы жолақтың 1 м² бетіне 80 г-ден 600 г-ға дейін. ҮЫАМА-да алюминий-мырыш жабынды, ал ҮЫМЖ-да – тек мырышталған илемді өндіруге болады.

Үздіксіз ыстықтай алюминийлеу-мырыштау агрегаты (ҮЫАМА-1700) үздіксіз технологиялық процесте суықтай илемделген илем орнағында илемделген жолаққа жабын жағуға байланысты барлық технологиялық операцияларды жүргізе отырып дайын өнімді орамдарға оралған жолақ түрінде шығара отырып, жолақты болатқа тоттандырмайтын мырыш немесе алюминий жабынды ыстық балқымаға батыру әдісімен екі жақты жағуға арналған.

ҮЫАМА-1700 келесі учаскелерден тұрады:

Кіру (жоғарғы) бөлігінің жабдықтары:

түзеткіш машиналары бар екі қалқымалы типті тарқатқыш;

түйіспісіру машинасы;

химиялық тазарту торабы;

көлденең типті ілмекті құрылғы.

Ортаңғы технологиялық бөліктің жабдықтары:

6 камерадан тұратын термохимиялық өңдеу пеші (ТХӨ);

үш арналы индукциялық пеш-ванналарды, батыру жабдығын, мырыш жабынының қалыңдығын реттеуге арналған жабдықты қамтитын жабын жағу торабы;

салқындату мұнарасы, жұмсарту пеші және фиништік салқындату ваннасынан тұратын салқындату учаскесі;

дрессирлеу қапасы және иіп және созып түзеткіш машина;

пассивтеу уческесі.

Шығу жабдығы (соңғы бөлік):

тік типті ілмекті құрылғы;

майлаушы машина;

екі орағыш.

Кермелеу және тасымалдау әрқайсысы 2-4 роликтен тұратын 8 тарту станциясымен жүзеге асырылады. Жолақты центрлеу үшін бақылау жүйелері бар 8 центрлеу станциясы қолданылады.

ТХӨ пешінде жолақ қорғаныс атмосферасында термохимиялық өңдеуден өтеді. Пештің жұмыс кеңістігі технологиялық фазаларға сәйкес келетін бірқатар өңдеу аймақтарына - қыздыру, белгілі бір температурада ұстау, салқындату аймақтарына бөлінеді. Жолақ пештің жұмыс кеңістігі арқылы қозғала отырып әр аймақта қоршаған ортаға термохимиялық әсерге ұшыратылады.

ТХӨ пешінде келесі операциялар жүзеге асырылады:

қыздыру камерасында (ҚК) жолақты тотықтырмайтын қыздыру камерасынан (ТҚК) және жағып бітіру камерасынан (ЖБК) келіп түсетін жағу өнімдерімен қыздыру;

жолақты тотықтырмайтын қыздыру камерасында (ТҚК) пропан-бутанның толық емес жану өнімдерінің атмосферасында 500÷700 ºС дейін қыздыру;

металды тотықсыздап қыздыру камерасында (ТҚК) сутекті қорғаныс газының атмосферасында жасыту және нормалау;

күйдіру немесе қалыпқа келтіру температурасында ұстау және жолақты ұстау және реттелмелі салқындату камерасында (ҰРСК) салқындату;

жолақты ағынды салқындату камерасында (АСК) салқындату.

ТҚК-де СО/СО₂ көлемдік үлестердің арақатынасы 0,2÷0,3 болуы, оттектің көлемдік үлесі – 0,002 % көп емес болуы, көміртек тотығы мен сутектнің жалпы көлемдік үлесі 3÷6 % болуы керек.

Пеш камераларындағы қорғаныш газының қысымы 100-160 Па деңгейінде сақталады. АСК-де шық нүктесінің температурасы бойынша ылғалдылық минус 30 ºС аспауы тиіс.

Термохимиялық өңдеудің (ТХӨ) бойлық пешіне арналған қорғаныш газдары газ дайындау станциясынан қосымша тазарту және араластыру тораптары арқылы келеді.

Жолақ ТХӨ арқылы, өтпелі тамбур және жапқышы бар көлбеу желі арқылы өтіп, жабын жағатын пеш-ваннаға келіп түседі.

Мырыш жабынды жағу.

Қорытпаны дайындау және мырышты жабынды жағу 3ТЕG жабынын жағатын каналдық индукциялық пеш-ваннада жүзеге асырылады.

Жабын жағатын пеш-ваннаға мырышты немесе мырыш және алюминийді блоктармен жүктеу электртельфермен жүргізіледі. Қорытпаға жүктер алдында блоктар қыздырылады.

Жабын жағатын пеш-ваннадағы химиялық элементтердің массалық үлесі:

Алюминий ………………………………………0,15÷0,30 %

Қорғасын …………………………………………. 0,05÷0,20 %

Темір …………………………………………. 0,04, көп емес

Мырыш …………………………………………… қалғаны.

Қорытпа температурасы …………………………. 445÷460 ºС.

Егер пеш-ваннаға мырыш жүктелсе, онда қорытпаның құрамын сақтау үшін жабын жағатын пеш-ваннаға алюминий және қорғасын енгізіледі.

Алюминий ваннаға құймамен еру шамасына қарай әрбір 2-3 сағат сайын жүктеледі. Ваннадағы алюминийдің массалық үлесі 0,27÷0,30 % жеткенде, түзету тоқтатылады.

Алюминий-мырыш жабынын жағу.

Атмосфералық ауамен жанаспай тазартылған және жасытылған жолақ бөлгіш тамбур және көлбеу желі арқылы 4ТЕG жабынын жағатын каналдық индукциялық пеш-ваннаға келіп түседі.

Қорытпаны жабын жағуға дайындау 2ТЕG алдын ала балқыту каналдық индукциялық пеш-ваннасында жүргізіледі.

Алдын ала балқыту пеш-ваннасына жүктеу жабынға арналған алюминий-мырыш қорытпасының шығынымен анықталады және АЦ55 қорытпасының кесектерімен немесе АК3 қорытпасының екі кесегімен және Ц0 немесе Ц1 мырышымен механикалық түрде жүзеге асырылады.

Жабын жағатын пеш-ваннадағы химиялық элементтердің массалық үлесі:

Алюминий …………………………………………… 53÷57 %

Кремний ……………………………………………… 1,4÷1,7 %

Темір ………………………………………………0,65 %, көп емес

Мырыш ………………………………………………… қалғаны.

Тұрақтандырушы ролик жолақтың ұшпа қайшылар аймағына кіргенше біркелкі өтуі үшін жолақтың түптік барабан мен түзетуші ролик арасында, сонымен қатар көлденең бағытта қозғалу арқылы керілуін қамтамасыз етеді, жолақ профилінің кермелеу нәтижесінде иілуін болдырмайды.

Жабынның қалыңдығын реттеу ұшпа қайшыларды, ауа беру жүйесін, басқару мен бақылауды, электр және электронды жабдықты қамтитын жүйе арқылы жүзеге асырылады. Жабынның қалыңдығын реттеу жүйесі қол режимімен жұмыс істейді.

Мырыштау 450 °C температурада сұйық мырыш ваннасы арқылы жолақты өткізу арқылы жүзеге асырылады. Мырышпен қаптау желілері жабын массасы 100÷275 г/м² металл шығарады.

Жабынның қалыңдығы ығыстырғыш роликтермен немесе реттелетін қысымы бар газ ағынымен ("ұшпа қайшылар") реттеледі. Жабынның қалыңдығы берілетін ауа қысымына, жолақтың қозғалу жылдамдығына, ұшпа қайшылардың саптамаларынан жолақ бетіне дейінгі қашықтыққа байланысты. Ұшпа қайшыларды баптау тапсырыс беруші талап ететін ең төменгі мәннен 3 г/м² аспайтын қалыңдық өлшегіш көрсеткіштері бойынша жүргізіледі. Жолақ жиектеріндегі жабынның қалыңдығы тегістеуіш ретінде әрекет ететін металл перделерден жасалған арнайы құрылғымен реттеледі. Перделер пневматикалық цилиндрлердің көмегімен қозғалады.

Жабындалған жолақты салқындату:

бірінші кезеңде жолақ бірінші айналмалы роликке дейін жабынның жылдам кристалдануын қамтамасыз ету мақсатында 350 ºС дейін жүйелі орналасқан камералардан тұратын салқындату қондырғысында ауа ағынымен екіжақты үрлеп салқындатылады. Айналмалы роликтегі температура 350 ºС аспауы керек.

екінші кезеңде жабындалған жолақ жұмсарту пешіне келіп түседі, онда 200÷250 ºС температура кезінде баяу салқындатылады;

үшінші кезеңде жұмсарту пешінен кейінгі салқындату қондырғысында жолақ су құйылған ваннаға берер алдында ауа ағынын үрлеп салқындатылады.

Жабындалған жолақ химиялық суы бар ваннада 80 ºС аспайтын температураға дейін салқындатылады.

Жабындалған жолақ 80÷90 ºС температурада ыстық ауамен кептіріледі.

Түзету-дрессирлеу орнағына келіп түсетін жолақтың температурасы 40 ºС аспауы керек.

Жабын түріне, өнімнің қолданысына, жолақтардың сұрыпталымына және бастапқы профиліне байланысты деформациялық өңдеудің келесі түрлері қолданылады:

дрессирлеу;

кермелеп ауыспа таңбалы иіліспен түзету;

екі процесті дәйекті жүргізумен біріктірілген өңдеу;

кермелеу астындағы жолақты дрессирлеусіз және түзетусіз тасымалдау режимі.

Түзету-дрессирлеу орнағында (ТДО) жабындалған жолақты деформациялық өңдеудің мақсаты:

жабындалған жолақтың механикалық қасиеттерін жақсарту;

жабынның бетін қажетті түрге келтіру;

өңделетін жолақтардың жазық еместігін төмендету.

Жолақтарды дрессирлеудің үздіксіз процесі екі қапасты кварто орнағында металдың білікпелерге 800 тс дейін қысым түсіруімен жүргізіледі. Қос жұмыс және тіреу білікпелерінің біреуі - жұмыс білікпесі, екіншісі - резервтік білікпе болып табылады.

Берілген деформация дәрежесі білікпелерге тұрақты металл қысымын жасау және тарту роликтерінің жылдамдығына әсер ету арқылы қапастың алдындағы жолақтың керілуін реттеу арқылы сақталады. Деформациялық өңдеу режимдері қажетті механикалық қасиеттерге байланысты белгіленеді.

Деформациялық өңдеу процесін басқарудың автоматты жүйесі бақылау және басқару функцияларын қамтамасыз етеді.

Бақылау функцияларына мыналар кіреді:

металдың білікпелерге түсіретін қысымының, дрессирлеу кезінде жолақтың керілу қысымының өзгерістері;

ию арқылы түзету кезінде жолақтың пішіні мен керілуінің өзгерістері.

Басқару функцияларына мыналар кіреді:

дрессирлеу және өңдеу кезінде деформациялау дәрежесін өзгерту және реттеу;

дрессирлеу орнағының алдында пісіру жігін анықтау.

Қолмен басқару кезінде дрессирлеу режимін реттеуді қақтаушы жүргізеді.

Агрегатты іске қосу кезінде жұмыс орамдары білікпелерге түсірілетін металдың ең аз қысымымен қозғалатын жолақпен жанасады.

Пайдалану процесінде дрессирлеу режимін реттеу келесі жағдайларда жүзеге асырылады:

орамның ортаңғы бөлігімен салыстырғанда әртүрлі жазықтығы бар жолақтың артқы және алдыңғы ұштарының өтуі;

жұмыс білікпелерінің температурасын көтеру;

жолақтардың бір өлшемінен екіншісіне ауысу немесе шығарылатын өнімнің механикалық қасиеттерінің өзгеруі, маркасының өзгеруі және баптау режимінің бұзылуына әкелетін басқа да жағдайлар.

Дрессирлеуден кейінгі шамалы жиек толқындары өңдеу процесінде жойылады.

Жолақтарды түзету шағын диаметрлі роликтерде кермелей отырып ауыспа таңбалы иіліс әдісімен жүргізіледі.

Жабындалған жолақты пассивтеу "Okemcoat F1" немесе "Metfin CHO6" (хромды ангидрид ерітіндісінде) пассивтеуші ерітінділерінде оны саптамалар арқылы металдың бетіне 80÷85 °С температурада бүрку арқылы жүргізіледі.

Пассивтеуден кейін жолақ кептіргіште қыздырылған ауамен кептіріледі, ауа температурасы кемінде 120 ºС.

Жабынның массасын бақылау қалыңдық өлшегіштің көрсеткіші бойынша жүргізіледі.

Жабындалған жолақтың бір жағын майлау консервациялық маймен майлау машинасында жүзеге асырылады.

Жарамды металл қаптауға, көлденең кесу қондырғысына немесе профиль игіш агрегатқа жіберіледі.

Өнім қапталып, таңбаланғаннан кейін бумамен және орамдармен жеткізіледі. Негізінің қалыңдығы 0,7÷0,9 мм ені 750÷845 мм трапециялық гофрлы табақтық болат профильдер өндірілуі мүмкін [21].

Мырышталған илем өндірісі (қорғасынсыз) осы жұмыс кезеңінде 135488 тоннадан 271233 тоннаға дейін, ал мырышпен қапталған илем өндірісі (қорғасынмен) 326546 тонна дайын өнімнен 371031 тонна дайын өнімге дейін өзгерді. Өндіріс көлемі өнімнің осы түріне сұранысқа байланысты.

А кәсіпорнының мырышталған илем (қорғасынсыз) өндірісінің көрсеткіштері 3.14-кестеде берілген.

3.14-кесте. Мырышталған илем өндірісіне арналған материалдар шығыны

р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне материалдарды тұтыну, т/т
р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Қорғасынсыз мырышталған илем өндірісі	т	256631	249401	271233	243300	135488
2	Домна газы	м³	12,804	14,334	10,9094	12,4373	19,4556
3	Кокс газы	м³	8,269	6,788	6,4078	6,9215	5,4765
4	Суықтай илемделген болат илем	т	0,994	0,997	0,9938	0,9938	0,994
5	Сұйытылған газ	т	0,009	0,009	0,0073	0,0077	0,0098
6	Мырыш	т	0,046	0,044	0,0408	0,0424	0,0402
7	Электр энергиясы	кВт*ч	70,81	71,9	65,51	69,62	70,9995

А кәсіпорнының мырышпен қапталған (қорғасынмен) илем өндірісінің көрсеткіштері 3.15-кестеде берілген.

3.15-кесте. Мырышпен қапталған (қорғасынмен) илем өндірісіне арналған материалдардың шығысы

р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне материалдарды тұтыну, т/т
р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Мырышпен (қорғасынмен) қапталған илем өндірісі	т	346429	338108	371031	328380	326546
2	Домна газы	м³	28,534	26,16	24,928	28,702	33,294
3	Кокс газы	м³	17,914	12,792	14,093	16,32	10,942
4	Суықтай илемделген болат илем	т	0,998	1,001	0,996	0,996	0,995
5	Сұйытылған газ	т	0,008	0,007	0,007	0,007	0,008
6	Мырыш	т	0,029	0,028	0,026	0,026	0,03
7	Электр энергиясы	кВт*ч	80,95	81,76	81,11	78,52	78,22

3.5. Полимер жабыны бар мырышталған илем өндірісі

Полимерлік жабындарды қолданудың кең таралған әдістерінің бірі суықтай илемделген жолақтардың бетіне полимерлік үлдір жабыстыру. Алынған материал металлопласт деп аталады. Полимермен жабындалған илем өндіру технологиясы жолақтарды дайындау, бояу жағу (бітемелік қабатты және негізгі бояу қабатын жағу бояу камераларында роликтермен жасалады) және жабынды пеште кептіру операцияларын қамтиды.

Полимермен жабындалған жолақтарды өндіруге арналған бастапқы материалдар дрессирленген, майланбаған, пассивтелмеген суықтай илемделген ыстықтай мырышталған илем және арнайы және қатардағы маркалы төмен көміртекті және көміртекті болаттардан дайындалған жолақты суықтай илемделген илем болып табылады. Илемнің геометриялық өлшемдері: жолақтың қалыңдығы 0,25÷1,6 мм; жолақтың ені 650÷1370 мм; орамның кірудегі және шығудағы максималды салмағы 12 тоннадан көп емес. Үлдірдің материалы ретінде көбінесе поливинилхлорид пайдаланылады, үлдірдің қалыңдығы 0,2÷0,4 мм.

Жабын жағу үздіксіз жұмыс істейтін агрегаттарда - полимерлік жабынды жағу линияларында (ПЖЖЛ) жүзеге асырылады, онда келесі негізгі операциялар орындалады: орамдарды тарқату, жолақ ұштарын пісіру, металдың бетін дайындау (майсыздандыру, фосфаттау, пассивтеу), білікті тәсілмен жолақтың бетіне желім жағу, желімді кептіру, үлдірді роликтермен жаншып салу, жабынды жолақты қыздыру, өрнек салу, жолақтарды орамға орау.

Орамдар ПЖЖЛ-ға ораммен беріледі, монтаждау партиясы өңдеу коутерінің жабын жасайтын ролигінің жұмыс мерзімімен анықталады (3.11-сурет).

3.11-сурет – Бояу линиясы

ПЖЖЛ-да өңдеу алдында орамдар орамдар қабылдау стеллаждарында өлшемі бойынша жиналады. ПЖЖЛ жабдығының құрамы болат жолаққа полимерлік материалдарды (пигментті бояу эмальдары мен пластизолдар), әдетте, жолақтың бір жағына жағуды және кептіруді қамтамасыз етеді. Полимерлік жабындар агрегатына келіп түсетін илемді сілтілі майсыздандыру үшін НҚ талаптарына сәйкес келетін концентрацияланған сілтілі жуғыш заттар мен майсыздандырғыш құрамдар қолданылады. Жолақтың бетін химиялық дайындау үшін полимерлі жабындарды қолданар алдында хромат ерітіндісі қолданылады. Дайын өнімнің орамдарында буманың босап кетуіне жол бермеу үшін тығыз орау және байлау қажет. Дайын өнімнің әрбір орамында өнімнің осы түрі аттестатталатын нормативтік құжатта белгіленген көлемде таңбалау болады.

А кәсіпорнының полимерлік жабыны бар илем өндірісінің көрсеткіштері 3.16-кестеде берілген. 2015-2019 жылдары илем өндірісі жылына 97926 тоннадан 111302 тоннаға дейін өзгерді.

3.16-кесте. Полимерлік жабыны бар илем өндірісіне арналған материалдар шығыны

р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне материалдарды тұтыну, т/т
р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Полимерлік жабыны бар мырышталған илем өндірісі	т	99188	97926	111302	99163	104933
2	Топырақ	т	0,01	0,01	0,0089	0,0082	0,0082
3	Мырышталған болат илем	т	1,01	1,009	1,0071	1,0039	1,014
4	Сұйытылған газ	т	0,062	0,061	0,0542	0,0556	0,0517
5	Техникалық су	м³	9,31	9,22	9,24	9,35	9,06
6	Химиялық тазартылған су	м³	0,11	0,107	0,1025	0,1075	0,0949
7	Электр энергиясы	кВт*с	74,33	73,35	70,84	66,01	58,88
8	Эмаль	т	0,013	0,014	0,0126	0,0129	0,013

3.6. Су-газ құбырының өндірісі

Пісірілген құбырларды өндірудің технологиялық процесі мыналарды қамтиды:

табақтық дайындаманы қалыптауға және дәнекерлеуге дайындау операциялары;

табақтық дайындаманы цилиндрлік құбыр дайындамасына қалыптау;

құбыр дайындамасының жиектерін пісіру; алынған құбырды калибрлеу немесе азайту;

құбырды ағындағы мөлшерлі ұзындыққа кесу; құбырларды өңдеу және бақылау операциялары (кесу немесе қапталдау, гидросынау, бұранда кесу немесе илемдеу, жабын жағу және т.б.).

Мысалы, А кәсіпорнында пісірілген су құбырының өндірісі қазіргі уақытта ҚЭПА - 1 (Карвол) құбырды электрмен пісіру агрегаттарында және ҚЭПА - 2 желісінде жүргізіледі. Екі желінің жобалық қуаты жылына 100,0 мың тоннаны құрайды. Құбырлар 1700 ыстықтай илемдеу және суықтай илемдеу орнақтарында илемделген ыстықтай илемделген табақтық болатты индукциялық дәнекерлеу әдісімен ҚЭПА 20-76 құбыр электр дәнекерлеу орнағында жүргізіледі. Орамдар тапсырысқа сай құбыр диаметріне сәйкес енсіз жолақтарға тарқатылады. Құбыр өлшемдері: шартты диаметрі 15÷80 мм, сыртқы диаметрі 21,3÷89 мм. Құбыр қабырғасының қаылңдығы 1,5÷4,5 мм. Құбырдың ұзындығы 5÷10,5 м.

ҚЭПА дайындау желісі түзетуге арналған жабдықты, жолақтарды жекелеген орамдардан шексіз жолаққа бекітуді және осылайша қалыптау-пісіру орнақтарындағы шексіз процесті, сондай-ақ кейбір жағдайларда жолақтың тұрақты енін алуға және жиектерді тазартуға арналған жабдықты қамтиды. Шағын диаметрлі құбырларды өндіретін және сәйкесінше шағын ені бар таспаны қолданатын ҚЭПА-да цехқа келіп түсетін кең жолақтарды тарқататын, сонымен қатар таспаның пісіру шарттарымен талап етілетін біркелкі енін қатамасыз ететін дискілі қайшысы бар көлденең кесу агрегаттары бөлек орнатылады. Жиектерді тазарту пісіру сапасының жақсаруымен де байланысты; тотықтар мен ластануды жою металл щеткалармен (инелі фрезалармен) жүзеге асырылады. Құбырды электрмен пісіру орнағында үздіксіз білікпелі қалыптау процесі көп қапасты орнақтарда жүзеге асырылады. Мұндай орнақтарда қапастардың саны, олардың арасындағы қашықтық және әрбір қапастағы жолақтың бүктелу бұрышы қатпарлануды жою және жолақтың орнақ арқылы тұрақты қозғалысын қамтамасыз ету шарттарымен анықталуы керек. Өлшем түрлері әртүрлі орнақтарда 6÷11 көлденең білікпелері бар жетекті қапас қолданылады, олардың арасына тік жетексіз білікпелері бар (эджерлік қапастар) қапас орнатылады немесе роликті сымдар орнатылады. Қалыптау орнақтарында қапастардың топтық немесе жеке жетектері болады. Әртүрлі өлшемдегі орнақтардағы жетектің толық қуаты 25÷600 кВт аралығында.

Индукциялық контактісіз пісіру әдісінде металдағы құйынды токтарды қоздыру 2÷5 айналмалы сақиналы индукторлардың көмегімен жүзеге асырылады. Құбырдың сыртына орнатылған индукторлар өндірілетін құбырлардың диаметрлерінің барлық диапазонында қолданылады. Индукцияланған токтар жинақты жиектердің ұштарында максималды концентрацияға жетеді. Тоқ күші мен қыздыру қарқындылығы ортаның магниттік өткізгіштігіне байланысты және ферромагниттік өзекшенің қыздыру алаңына дайындаманы енгізген кезде артады. Өзекше феррит сақиналарының сумен салқындатылатын білігіне кигізіліп жасалады (66 % Fe₂О₃ + ZnO, NiO, CuO); ішкі индукторды пайдаланған кезе ол өзекшені қамтиды. Индукциялық тоқ жетегі жолақ бетінің күйіне қарамастан тұрақты энергия беруді және сәйкесінше салыстырмалы түрде тұрақты пісіру режимін және пісіру жігінің сапасын қамтамасыз етеді. Оның аталған артықшылығы контактілі жетекпен салыстырғанда (дайындаманың бүкіл контурын қыздырудың жоғарылауына байланысты) энергия шығыны 1,2÷2 есе артатынына қарамастан, қазіргі уақытта агрегаттардың басым көпшілігінде қолданылып отыруымен анықталады. ҚЭПА-да өлшемдері әртүрлі индукторларды қуаттау лампалық (жиілігі 450 кГц дейін) немесе машиналық (жиілігі 10 кГц) генераторлардан жүзеге асырылады. Диаметрі 100 мм дейінгі болаттан жасалған құбырды пісіру кезіндегі оңтайлы жиілік 450 кГц, пісіру жылдамдығы - 0,5÷1м/с дейінгі мәнді құрайды.

Пісіру қуаттылығы оның жылдамдығына, құбыр қабырғасының қалыңдығына, сондай-ақ жиектерді қыздырудың қабылданған режиміне – оларды тек балқыту температурасына, не пісіру нүктесінде балқытуға немесе ұзындың бөліктеріне дейін жеткізуге байланысты. Тотықпаған жиектері бар төмен көміртекті болаттарды минималды пісіру қуатымен, бірақ 50 МПа дейінгі максималды пісіру қысымын қолдана отырып пісіруге болады. Тотықтардың, әсіресе қоспаланған және жоғары қоспаланған болаттардың отқа төзімді тотықтарының болуы жиектерді қайта балқытуды қажет етеді.

Жоғары жиілікті пісіру режимдерінің кез келгені сыртқы және ішкі граттың пайда болуына әкеледі, оның биіктігі құбыр қабырғасының қалыңдығының 60 % жетеді. Грат пластикалық күйде пісірген кезде тегіс, бірақ биік болады және жиектерді балқытқан кезде ара тәрізді болады. Граттың пайда болуы жоғары жиілікті пісірудің маңызды кемшілігі болып табылады. Сыртқы грат тұрақты түрде орнақ сызығына орнатылған грат кетіргішпен және ыстық күйінде гратты кесу арқылы кетіріледі. Жиектерді арнайы пішіндеу арқылы ішкі граттың пайда болуын болдырмау немесе оны кесу, тегістеу, жағу арқылы алып тастау әлдеқайда қиын міндет. Бұл мәселені шешу өте тиімді, өйткені тұтынушылық қасиеттерді арттыруға және электрмен пісірілген құбырларды қолдану аясын кеңейтуге қол жеткізіледі. Ең көп таралғаны - үздіксіз кесуді жүзеге асыратын бір кескіші бар ішкі грат кетіргіш (3.12-сурет). Алайда кескішті ауыстыру және осыған сәйкес орнақты тоқтату қажеттілігі, әдетте, мұндай грат кетіргіштерді жоғары сапалы құбырлардың өндірісінде ғана пайдалануға әкеледі. Бір-бірінен белгілі бір қашықтықта жік бойымен орналасқан және мезгіл-мезгіл жұмыс істейтін кескіштер тобы бар гратосниматорлар әзірленуде, бұл олардың беріктігін арттыруды қамтамасыз етеді.

1 — соңғы қалыптау өапасының білікпелері; 2 — сақинады индуктор (су салқындатқыш түтік түрінде); 3 — ферритті сақиналар жинағы (ферромагниттік өзекше);

4 — пісіру қапасының жікқысқыш білікпелері; 5 — сыртқы грат кетіргіштің кескіші; 6, 7 — ішкі грат кетіргіштің корпусы мен кескіші; 8 — грат кертігіне арналған жұлдызша;

9 — тіреу роликтері; 10 — жаңқа; 11 — кронштейн; 12 — штанга

3.12-сурет. Индукциялық токпен жоғары жиілікті пісіру схемасы :

Пісірілген соң және гратты алып тастағаннан кейін құбырлар салқындатылады, диаметрі бойынша калибрленеді (немесе қысқартылады), алдын-ала түзетіледі және мөлшерлі ұзындықтарға кесіледі. Калибрлеу көлденең жетекті білікпелері бар 3-4 қос білікпелі қапастан және олармен ауыспалы тік білікпелері бар жетексіз қапастан тұратын орнақтарда жүргізіледі. Тікелей калибрлеу орнағынан кейін жетексіз төрт білікпелі түзеткіш қапас орнатылады, ол құбырды түзетумен қатар сопақтығын кетіреді. Құбырларды бөлу ұшпа кескіш құрылғылармен жүзеге асырылады. Кесу көп жағдайда құбырдың айналасында айналатын құрсауға орнатылған және кесу процесінде жинақталатын дискілі пышақтармен жүзеге асырылады.

3.7. Құбыр илемдеу өндірісі

D кәсіпорнының үлгісімен жіксіз құбырларды өндіру процесі келесі негізгі технологиялық операцияларды қамтиды: дөңгелек құйылған дайындама ыстықтай илемдеу желісіне келіп түседі, ол жерде кесіледі, қыздырылады, қабырға қалыңдығы мен ұзындығы талап етілетін деңгейде құбыр алғанша илемделеді. Содан кейін, қажет болса, құбыр термиялық өңдеуден өтеді немесе бірден сапасын тексеру және өңдеу желілеріне өтеді. Өндірілетін құбыр диаметрі – 2,3/8" (60,3 мм) бастап 13,5/8” (346,1 мм) дейінгі диапазонда. Желінің өндірімділігі – жылына 270 мың тонна.

3.13-сурет. Ыстықтай илемделген құбыр өндірісіндегі технологиялық операциялардың жалпы схемасы

Дайындаманы алдын ала дайындау

Жарамды құйылған дайындаманы темір жолмен немесе автокөлікпен сақтау және беру қоймасына тиеп жөнелту алдын ала аттестаттаудан кейін жүргізіледі.

Үздіксіз құйылған дайындаманы дайындау аймағында дайындаманы еселенген өлшемді бөліктерге кесу үшін оның ұзындығы мен салмағын өлшеу жүргізіледі. Ø 300 мм 3 дана және Ø 210 мм 4 дана құйылған дайындама жүктеу үстеліне қойылады, осыдан кейін араның алдындағы және араның астындағы "бос ұяшықтың" бар-жоқтығына қарай №1 немесе №2 араға ауыстырылады. Жүктеу үстелдерін, рольгангтерді, тіреуіштерді автоматты басқару жүйесі "бос ұяшық" қағидаты бойынша жүргізіледі. Осы "ұяшық" үшін дайындаманың берілуін бақылау фотодатчиктердің көмегімен жүзеге асырылады. Бұдан әрі дайындама кесу үшін рольгангпен суықтай кескіш араларға ауысады. Ø 210 және 300 мм дайындама қатты қорытпалы пісірілген дискілі аралармен кесіледі. Еселенген өлшемді үздіксіз құйылған дайындаманың ұзындығы гидравликалық тіреуіштің көмегімен реттеледі, тіреуіш автоматика жүйесімен ұстараның жүзінен қажетті қашықтыққа қойылады және еселенген өлшемді дайындаманың берілген ұзындығымен қамтамасыз етеді.

Кесілген соң еселенген өлшемді дайындама рольгангпен № 1, 2, 3 жинақтағыш үстелдің тіреуішіне дейін тасымалданады. Дайындамаларды рольгангтерден жинақтағыш үстелге беру рольгангтердің көтеріп-түсіру секциясының көмегімен және шынжырлы шлеппердің көлденең қозғалуымен жүзеге асырылады. Дайындама жинақтағыш үстел арқылы орталық рольгангке қарай жылжиды. Үстелдердің әрқайсысында өлшемді дайындамалар үшін 8 позиция болады. Бұдан әрі рольгангтердің бойымен еселенген өлшемді үздіксіз құйылған дайындама шынжырлы шлепперге қарай тоқтағанша қозғалады және айналмалы пештің жүктеу үстелінің деңгейіне көтеріледі.

Дайындама жүктеу машинасымен жүктеу саңылауында жапқыш толық ашылғаннан кейін айналмалы пешке тасымалданады. Дайындаманы айналмалы пештің табанына салғаннан кейін, жүктеу машинасы бастапқы орнына оралады және жүктеу саңылауындағы жапқыш "жабық" деген позицияға қойылады.

Дайындаманы қыздыру

Қыздыру процесіне қойылатын негізгі талап дайындаманы көлденең қимасы мен ұзындығы бойынша үңгіп тесу алдында 1280 °C температураға жеткізу болып табылады. Сонымен қатар, қыздыру режимі дайын құбырлардың сапасына, олардың сыртқы және ішкі беттерінің күйіне айтарлықтай әсер етеді. Үздіксіз құйылған өлшемді дайындаманы айналмалы пешке жүктеу пеш жұмыс режиміне шыққаннан кейін жүргізіледі, пешке отырғызар алдында металдың температурасы цех ішіндегі температураға сәйкес келуі тиіс.

Сақиналы пеш – өндірістік пеш, онда дайындамалардың қозғалысы сақиналы табанның айналуы арқылы жүреді. Сондықтан кейде сақиналы пешті сақиналы табаны бар пеш немесе карусель пеш деп атайды. Олар негізінен құбырларды илемдеу кезінде дайындамаларды қыздыру үшін қолданылады.

Сақиналы пеш табаны айналған кезде металды 320÷340^о қыздырады. Үзіліссіз айналуы, оның айналуының бірлік бұрышы дайындамаларды салу қадамына сәйкес келеді. Пеш табаны тоқтаған кезде қысқыш ұстағыштарының көмегімен пешке кезекті дайындаманы кіргізу, шығару жүргізіледі. Пеш табанының көлденең орналасуы, табанында сулы немесе құмды бекітпенің болуына байланысты пештің герметикалығы және терезелерінің минималды саны (тек тиеуге, түсіруге арналған, 1–2 бақылау терезесі), дайындамалардың пеш табанындағы стационарлық орналасуы, осының арқасында бастапқы отқақ қыздыру процесінде сақталады — мұның бәрі отқақ түзілуін азайтуға көмектеседі. Көміртекті болатты қыздырған кезде қалдық коэффициенті 0,5÷1 % құрайды. Дайындамаларды арасында саңылау қалдырып орналастыру және ауа сорудың болмауы дайындамалардың көлденең қимасы мен ұзындығы бойынша біркелкі қызуын қамтамасыз етеді.

Кернеу күйінің қолайсыз схемасымен сипатталатын үңгіп тесу процесі оңтайлы қыздыру температурасын қатаң сақтауды талап етеді, онда металл максималды иілгіш болады. Көміртекті және төмен қоспаланған болаттарда илемдеу температурасы әдетте температураның жоғарылауымен біркелкі жоғарылайды; қыздыру температурасы максималды болжамды деңгейде қабылданады, жоғары отқақ түзілумен және қызып кетумен шектеледі.

Сақиналы пештердегі көміртекті және қоспаланған болаттан жасалған дайындамалардың қызу жылдамдығы іс жүзінде пештердің жылу қуатымен шектеледі.

Пештің негізгі құрылымдық элементтері - айналмалы және күмбезбен жабылған қозғалмайтын сақиналы арнасы. Сақиналы қыздыру пешінің конструкциясы 3.14-суретте көрсетілген.

1 — сақиналы айналмалы табан; 2 — қыздырылатын бұйым; 3 — жүктеу терезесі; 4 — беру терезесі; 5 — тіреуіш ролик; 6 — табанды айналдыру жетегі; 7 — оттық; 8 — жану өнімдерін пештен шығаруға арналған түтін құбыры; 9 — бөлгіш арақабырға [3].

3.14-сурет. Сақиналы қыздыру пешінің конструкциясы

Сақиналы пештің тиімділігін арттыру үшін жағылатын ауаны технологиялық оттегімен байыту қолданылады. Оттегінің мұндай ұлғаюы жану өнімдерінің меншікті шығымдылығын едәуір төмендетеді, бұл жылу шығынының төмендеуіне әкеледі, сонымен қатар отын жылуын пайдаланудың тиімділік коэффициенті артады. Бұл өнімнің өзіндік құнын едәуір төмендетуге мүмкіндік береді. [22]

1-ші аймақтан кейінгі өлшемді дайындама карусель пешінің жүктеу үстеліне түседі, фотодатчиктер дайындаманы анықтап, екінші деңгейге сигнал жібереді. Өлшемді дайындаманы тиеу және түсіру тиеу және түсіру машиналарының көмегімен синхронды түрде жүргізіледі. Карусель пешінің тұғырын бір позицияға бұру кезінде қыздырылған дайындама түсіру терезесіне қарай жылжиды, сондай-ақ өлшеу дайындамасын тиеу үстелінен түсіру үшін орын босатылады. Өлшемді дайындаманы жылытуға арналған позицияның максималды саны 160 дана.

Дайындамаларды пешке отырғызу қатаң қалқымалы түрде жүргізіледі, бұл ретте жекелеген балқымаларды бір-бірінен 1 позициялық алшақтықпен бөлу қажет. Қыздыру дайындама жүктеу терезесінен түсіру терезесіне ауысқан кезде жүзеге асырылады.

Температураны автоматты режимде реттеу 7-ші аймақта қажетті температураны орнату арқылы жүзеге асырылады. Автоматты реттеу жүйесі қыздыру аймақтары бойынша температуралық режимді дайындамаларды 1-аймақтан 6-шы аймаққа өткеннен кейін 1280 ^оС температураға жеткізетіндей етіп реттейді. Пештегі қысым 0,2÷0,8 МПа, бутанның және жану ауасының қысымы металды қыздыру процесінде автоматты түрде реттеледі.

Пештің реттеу аймақтары бойынша артық ауа коэффициенті 1÷1,1 болуы керек. Илем қарқынына байланысты артық ауаның өзгеруін бақылау автоматты түрде реттеледі. Оттықтардың жалыны ашық сарғыш түсті болуы керек.

Құбырларды илемдеу

Түсіру машинасы қыздырылған дайындаманы айналмалы пештен түсіру үстеліне ауыстырады. Дайындама үстелден конустық білікпелері бар тесу орнағының илемдеу өсінің деңгейіне көтеріледі (құйылған дайындаманы берілген мөлшердегі қуыс гильзаларға көлденең-бұрандалы қобылауға арналған). Үздіксіз құйылған дайындаманың тұтастығын қамтамасыз ету үшін оны науаға орнатқан кезде тізбекті шлепперден кейін дайындаманы тежеу механизмі және қобылау орнағының кірме науасына салғыш қарастырылған. Дайындама қабылдау науасында болған кезде фотодатчиктерден жүйеге дайындаманың бар екендігі туралы сигнал түседі, содан кейін итергіш дайындаманы қобылау орнағының білікпелеріне жылжытады. Дайындама қобылау орнағының білікпелеріне жанасқанда, дайындамаларды қобылау процесін жеделдете отырып, білікпе жетектерінің айналымы артады.

Қобылаған соң гильза үздіксіз орнақтың кіру жағына беріледі, онда оған алдын ала майланған ұзын цилиндрлік түзеткішті енгізеді. Дайындаманың айналу бағыты бойынша алдын ала айналдырылған ұзартқышы бар түзеткішті қобылау кезінде илемнің өсі бойынша тіреуіш мойынтірек, центрлегіш және паразиттік центрлегіш ұстап тұрады. Түзеткіштің айналуы ұзартқышты дайындаманың айналу бағытында айналдыруға механикалық энергия беретін қысқыш роликтің көмегімен жүзеге асырылады. Центрлегіштер қобыланған гильзаның өту шамасы бойынша, гильзаның орналасқан жағдайында ашылады және илемдеу жүрісі бойынша соңғы центрлегішпен ұсталады.

Қобылау аяқталған соң центрлегіштер толық ашылады, гильзаны рольгангтар ұстап тұрады, стрипперлік арба гильзасы бар түзеткішті бөгеткіш ашаға және салқындатқыш ваннаға апарады, содан соң майлау үшін қондырғыға апарады. Майланған түзеткіштер үздіксіз орнақтың алдында науаға беріледі. Гильзаны түзеткіштің ұзартқышынан түсіру стрипперлік рабаны артқа қарай қозғалтқан кезде бөгеткіш ашаның көмегімен жүргізіледі.

Бұдан әрі қуыс гильза ауыстырып салғыштың көмегімен тотығуға қарсы ұнтақты бүрку өсіне дезоксикация станциясының бүріккіштеріне гильзаның алдыңғы қапталымен беріледі. Үрлеу гильзаның ішкі бетінде отқақ түзілмеуі үшін қажет. Деоксидант мөлшері және үрлеу уақыты гильзаның ішкі ауданына қарай анықталады.

Үрлеген соң қобыланған гильза беріліс арбасының көмегімен қобылау орнағынан гильзаны қаралтым құбырға илемдеуге арналған алты білікпелі қапастан тұратын үздіксіз орнаққа ұстап тұратын түзеткіште беріледі. Беріліс арбасы үздіксіз орнақтың илемдеу өсіне гильзаны ұстап тұратын түзеткішпен ауыстырып салуға арналған позицияға жеткенде, гильзаның ішкі бөлігін тотығуға қарсы ұнтақпен қайта үрлеу жүргізіледі. Үрлеген соң гильза ауыстырып салғыштың көмегімен үздіксіз орнақтың илемдеу өсіне ұстап тұратын түзеткішпен беріледі. Автоматты режимде түзеткіш тісті тіреудің көмегімен орнаққа гильза арқылы беріледі, түзеткіш пен металдың есептік позициясына жеткенде, трайб-аппараттың жетекті рольгангтері айнала бастайды.

Бұдан әрі үш қапасты шығаратын орнақ (экстрактор) арқылы қаралтым құбырды түзеткіштен шешіп алу жүргізіледі және құбыр нормалау үстеліне беріледі. Экстрактордан шыққан соң қаралтым құбырлар рольгангтерге ауыстырып салынады және ыстықтай кесетін араларға технологиялық қиықтарға кесу үшін беріледі.

Құбырларды нормалау үстелінің жұмыс режимі болат маркасына және металдың беріктік тобына байланысты белгіленеді, бұл ретте қайта қыздыру пешіне салмас бұрын металдың температурасы 300÷580 °С аралығында болуы керек.

Қайта қыздыру пешінде 950 °С температураға дейін қыздырылған қаралтым құбырлар түпкілікті геометриялық өлшемдерді, сыртқы диаметрді және тұтас илемделген құбыр қабырғасының қалыңдығын алу үшін 24 қапастан тұратын кернеуі бар редукциялық орнаққа тасымалдау рольгангтері арқылы беріледі. Қаралтым құбырдың рольгангтер бойынша өту шамасына қарай датчиктер отқақты гидробұзғышты жұмысқа қосады.

Редукциялық орнақтан шыққан кезде құбыр рольганг, түсіргіш пен ауыстырып салғыш арқылы салқындату үстеліне беріледі.

Салқындату

Салқындату үстелінің жұмысы құбырдың өз өсімен айналуын қамтамасыз етуі керек.

Салқындағаннан кейін құбырлар салқындату үстелінің төменгі жағына орнатылған жинақтау үстеліне ауыстырып салынады және тасымалдау рольгангтеріне беріледі және өлшемді ұзындыққа кесу үшін пакеттік кесу араларының тіреуіштеріне ауыстырылады. Арамен кесілгеннен кейін алынған өлшемді ұзындықтағы құбырлар одан әрі өңдеу үшін өңдеу учаскелеріне жіберіледі.

Құбырларды өңдеу

Құбырларды өңдеу учаскесі – К1 және К2 термиялық өңдеудің екі желісінен және С3 сорғы-компрессорлық құбырлардың ұштарын түсіру желісінен тұрады.

Термиялық өңдеу желілері кейіннен жұмсарту арқылы шынықтыру арқылы материалдың механикалық қасиеттерін жақсартуға (майда түйірлі құрылымды алу арқылы қосымша беріктік, суыққа төзімділік және коррозияға төзімділік беру) арналған. Құбырлар К1 термиялық өңдеу желілеріне (диаметрі 60 мм-ден 178 мм-ге дейінгі құбырларды өңдеу үшін) немесе К2 желісіне (диаметрі 114 мм-ден 273 мм-ге дейінгі құбырлар үшін) келіп түседі. Құбырды термиялық өңдеу шынықтыру пешіндегі құбырды қыздыру арқылы жүзеге асырылады (максималды қыздыру – 980 ⁰С, қыздыру сұйытылған газбен жүзеге асырылады).

Қыздырғаннан кейін құбыр отқақты гидробұзу жүйесі мен шынықтыру жүйесі арқылы өтеді. Шынықтыру жүйесі үш бөлімнен тұрады, олардың периметрі бойынша құбырдың сыртқы бетіне су беру үшін бүріккіштер орнатылған. Шынықтырғаннан кейін құбырлар жұмсарту пешінде қайта қыздырылады (пештің максималды температурасы 800 ⁰С).

С3 учаскесі шөгерілген құбырдың ұшын алуға арналған. Шөгеру пайдалану барысында құбырлар арасындағы байланысты нығайту үшін құбырдың екі ұшындағы қабырғаның қалыңдауы. Құбырлардың ұштары (250÷500 мм) индукциялық пеште 1200÷1250 ⁰С температураға дейін алдын ала қыздырылады, бұдан әрі пресс-қалыптың және штоктың көмегімен шөгеру пресінде құбырдың соңында шөгеру қалыптасады. Шөгеру қалыптастырылғаннан кейін құбырдың ұшы шорларды, кемшіліктерді жою үшін тазартылады. Бір пакеттегі құбырларды шөгергеннен кейін, бір жағынан құбырлар пакеті аударылып, құбырдың екінші ұшы шөгеріледі.

С8 муфтасын өңдеу учаскесі – шегендеу және сорғы-компрессорлық құбырларға арналған муфталарды дайындауға және өңдеуге арналған. Дискілі араларда муфталарға арналған құбыр дайындамалары муфталық дайындамаларға кесіледі. Муфталық дайындамалар бұранданы тікелей кесу үшін СББ бұранда кескіш станоктарға келіп түседі. Бұранда кесу бұранда кесудің технологиялық картасында белгіленген өңдеу режимдері бойынша автоматты режимде жүргізіледі. Жарамды муфталар тапсырыс берушінің талаптарына немесе нормативтік құжаттамаға байланысты фосфатталады немесе термодиффузиялық мырышталудан өтеді. Бұл операциялар бұрандалы беттің коррозияға қарсы, үйкелістік қасиеттерін қамтамасыз етеді.

Бұзбай бақылау учаскесі – құбыр өнімдерінің сапасын бақылауға арналған және төрт желіден тұрады. С2, С10 сапа бақылаудың екі желісінде бойлық және көлденең кемшіліктердің бар-жоғын анықтау үшін құбыр денесінің электрмагниттік дефектоскопиясы, ультрадыбыстық қалыңдық өлшегіші және ішкі қысыммен гидростатикалық сынақтар жүргізіледі. Сапаны бақылаудың С1 желісінде электрмагниттік дефектоскопия, бойлық және көлденең кемшіліктердің бар-жоғын анықтау үшін ультрадыбыстық дефектоскопия, ультрадыбыстық қалыңдық өлшегіш, сондай-ақ ішкі қысыммен гидростатикалық сынақтар жүргізіледі. С9 желісінде құбыр денесінің бойлық, көлденең, көлбеу ақауларының, қабыршақтанудың, сондай-ақ көлбеу ақаулардың бар-жоғын анықтау үшін, сондай-ақ құбыр бетін 100% қамтитын ультрадыбыстық қалыңдық өлшегіш жүргізіледі.

Құбырларды фиништік өңдеу учаскесі – құбырларды фиништік өңдеуге арналған және үш сызықтан тұрады: С5 –диаметрі 60 мм бастап 178 мм дейінгі құбырларды өңдеу желісі, С6 – диаметрі 114 бастап 245 мм дейінгі құбырларды өңдеу желісі, С7 – диаметрі 60 мм бастап 273 мм дейінгі бу қазандықтары мен құбырларына арналған мұнай-газ құбырларын немесе құбырларды өңдеу учаскесі. Көрсетілген желілерде өңдеу мынадай технологиялық операцияларды қамтиды:

құбырдың екі ұшынан бұранда кесу немесе қиықжиектерін кесу. Операция автоматты циклде СББ бұранда/қиықжиек кескіш станоктарда орындалады. Бұранда кесу режимдері әрбір типтік өлшем үйлесімі үшін, беріктік тобы үшін және нормативтік құжат үшін инженер-технолог әзірлеген технологиялық картада белгіленген. Бұранда кесу аяқталған соң бұрандаға элементтер бойынша тексеру жүргізіледі;

бойлық және/немесе көлденең ақауларының бар-жоғын анықтау үшін әр құбырдың әр ұшына магнитті-ұнтақты дефектоскопия жасау;

муфтаны бұрап нығайту муфта бұрайтын станокта автоматты режимде нормативтік құжаттамада ұсынылған бұрап нығайту тәртібін сақтай отырып орындалады;

ішкі диаметрін шаблон-дрифтермен автоматты бақылау;

өңделген ұштарын сақтандыратын деталь-протекторлармен жабдықтау;

әр құбырды автоматты түрде өлшеу және ұзындығын өлшеу, автоматты режимде таңбалауды бояу жағып және/немесе белгі салып таңбалау, сонымен қатар талап етілген жағдайда түспен сәйкестендіру;

тасымалдау және сақтау уақытында коррозиядан қорғауды қамтамасыз ету үшін құбырлардың сыртқы бетіне консервациялық мөлдір жабын жағу;

құбырларды алтыбұрышты пакеттермен қаптау, пакеттерді байлау және құбыр пакеттерін сәйкестендіру белгілерімен жабдықтау.

Әрі қарай дайын құбыр пакеттері тапсырыс берушіге жөнелту үшін Құбыр илемдеу өнімдерінің қоймасына қойылады.

Құбырларды өндіру технологиясының схемалық бейнесі 3.15 және 3.16 суреттерде көрсетілген:

3.15-сурет. Мұнай-газ құбырларын өндіру схемасы

3.16-сурет. Шегендеу және сорғы-компрессорлық құбырларды өндіру схемасы

Құбыр илемдеу өндірісінде кәсіпорындарда келесі шикізат және энергетикалық ресурстар қолданылады:

қазандық-пеш отыны (газдың әртүрлі түрлері (домна, кокс, табиғи), мазут, оттек);

электр энергиясы;

су.

3.17-кестеде КТА деректеріне сәйкес өндіріс сатылары бойынша бөле отырып, құбыр илемдеу өндірісінде қолданылатын энергетикалық ресурстарды тұтынудың ағымдағы көлемі көрсетілген.

3.17-кесте. Құбыр илемдеу өндірісі кезіндегі энергетикалық ресурстар мен суды тұтынудың ағымдағы көлемі

р/с №	Объектінің атауы	Тұтынылатын ресурс	Пайдаланудың мақсатты қолданысы	Өлшем бірлігі	Меншікті энергия тұтыну
1	2	3	4	5	6
1	D	Электр энергиясы	Дайындамаларды қыздыру	мың кВт*с/өн.бірл.	0,29 – 0,33
2	D	Электр энергиясы	Құбыр илемдеу	мың кВт*с/өн.бірл.	0,29 - 0,33
3	D	Техникалық су	Құбыр илемдеу	мың м³/ өн.бірл.	0,0002 – 0,00025
4	D	Электр энергиясы	Құбырларды термиялық өңдеу	мың кВт*с/өн.бірл.	0,025 – 0,026
5	D	Техникалық су	Құбырларды термиялық өңдеу	мың м³/ өн.бірл.	0,00008 – 0,00007
6	D	Қазандық-пеш отыны	Құбырларды термиялық өңдеу	мың м³/ өн.бірл.	0,00012 – 0,00015
7	D	Техникалық су	Құбыр ұштарын шөгеру	мың кВт*с/өн.бірл.	0,046 – 0,054
8	D	Электр энергиясы	Құбыр ұштарын шөгеру	мың м³/ өн.бірл.	0,0001 – 0,0002

3.7.1. Қоршаған ортаға эмиссиялардың ағымдағы деңгейлері

Атмосфералық ауаға шығарындылар

Құбыр өндірісіндегі жалпы шығарындыларға әртүрлі мақсаттағы жылыту пештері үлкен үлес қосады. Пештерден атмосфераға шығарылатын негізгі ластағыш заттар (ЛЗ) отынның толық жанбаған газ тәрізді өнімдері болып табылады, сондықтан атмосфераға шығарындыларды азайтудың негізгі бағыты энергия үнемдеу болып табылады.

Құбыр өндірісінің тозаң шығарындыларында негізгі компонент темір оксидтері болып табылады. Тозаңның ең көп бөлінуі тиеу-түсіру жұмыстары мен құбырларды өндіру нәтижесінде пайда болады. Қара металлургиядағы тозаң-газ шығарындыларымен күресу қомақты күрделі және пайдалану шығындарын талап етеді және шығарындылардың металлургиялық қайта өңдеудің барлық кезеңдерінде пайда болатыны және көбінесе ұйымдастырылмаған сипатта болатыны жағдайды қиындатады. Әртүрлі техникалық құрылғылардың көмегімен (зондтар, қаптамалар және т.б.) ұйымдастырылмаған шығарындыларды жинауға және тазарту қондырғыларына жіберуге болады. Атмосфераға шығарылатын және құрамында ЛЗ бар шығарылатын өндірістік газдар жер бетіндегі ЛЗ концентрациялары белгіленген рұқсат етілген мәндерден аспайтындай деңгейге дейін тазартылуға тиіс. Ол үшін төмендегілер қолданылады:

ластағыш заттардың түзілуін барынша азайтатын экологиялық таза өндіріс идеяларын іске асыратын технологиялық процесті ұйымдастыру;

биік орнатылған түтін құбырлары арқылы атмосферадағы ластағыш заттардың шашырауы;

тозаң тұтқыштардың, газ жуғыштардың және басқа да тазалау құрылғыларының көмегімен газдарды ластағыш заттардан тазарту.

Газ тәрізді ластағыш заттардың пайда болу көздері өндіріс процесінде дайындамалар мен құбырларды қыздырудың, құбырларды термиялық өңдеудің өндірістік процестері болып табылады. Пештерде отын ретінде табиғи газ қолданылады, жану процесінде атмосфералық ауаға азот оксидтер және көміртек оксиді бөлінеді, сондай ақ дайындама мен құбырларды қыздыру нәтижесінде – темір оксиді (III) бөлінеді. Бөлінетін газдардың массасы тұтынылатын газдың шығынына және пештердің құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты. Төмендету атмосферадағы шығатын газдардың шашырауы арқылы қол жеткізіледі, шашырау аймағы түтін құбырының биіктігіне және ауа массаларының қозғалысына байланысты. Көбінесе пештерден шығарындыларды шығару үшін биіктігі 20 м-ден 110 м-ге дейінгі құбырлар қолданылады.

Құбырларды илемдеу, престеу, пісіру және өңдеу процестерінен шығарылатын қатты ластағыш заттардың шығарындылары (қалқыма заттар, құрамында 20%-дан аз кремний және темір оксиді бар бейорганикалық тозаң (III) ұсталады, содан кейін құрғақ және ылғалды тазарту әдістерін қолдана отырып, әртүрлі типтегі тазарту қондырғыларына жіберіледі. Құбыр өндірісінде газды құрғақ тазарту аппараттары арасында Қапшық сүзгілер, ал ылғалды тазалау аппараттары арасында бүріккіш скрубберлер мен Вентури скрубберлері кең таралған.

Су тұтыну және сарқынды сулар

Сарқынды сулар илемдеу жабдықтарын салқындату, технологиялық газдар мен аспирациялық ауаны тазарту, металды өңдеу, өндіріс қалдықтарын гидротасымалдау кезінде пайда болады.

Технологиялық процестерде су тұтынуды азайту үшін құбырлардың қазіргі заманғы өндірісі қайта пайдалану үшін қажетті техникалық нормативтерге дейін суды қосымша тазартатын айналымды жүйелермен жарақтандырылады. Сарқынды сулардың көп бөлігі жабдықты контактісіз салқындату кезінде пайда болады және тек жоғары температурада болатын "шартты таза" сарқынды суларға жатады. Шартты таза ағындарды салқындату үшін әртүрлі конструкциядағы градирнялар қолданылады.

Ластанған ағындар жабдықтар мен технологиялық құралдарды контактілі салқындату, отқақты гидробұзу, термиялық өңдеу процесінде, құбырларды салқындату және гидравликалық сынау кезінде пайда болады және олардың құрамында әртүрлі қоспалар: отқақ, май, эмульсия болады. Ластанған сарқынды суларды тазарту үшін жергілікті айналым циклдарында әртүрлі тазарту әдістері қолданылады, көбінесе ластағыш заттарды тұндырғыштарда тұндыру, механикалық тазарту, коагулянттармен өңдеу қолданылады.

Құбырларды өндірудің жеке технологияларынан, қағида бойынша су төгілмейді. Бір алаңдағы ірі құбыр өндіретін кәсіпорындар әртүрлі технологияларды қолдана отырып, әртүрлі мақсаттағы құбырларды шығарады, көбінесе өздерінің құбыр дайындамаларын шығарады, сондықтан өнеркәсіптік және нөсерлік ағындар тұтастай кәсіпорын бойынша жиналып, тазартылғаннан кейін төгіледі. Құбыр кәсіпорындарының төгілетін суларының құрамы қолданылатын технологияларға байланысты.

Өндіріс қалдықтары

Құбыр өнімдерінің өндірісінде қатты қалдықтар түзіледі: отқақ, жоңқа, құрамында металл бар тозаң, құбырлардың бетін желіндіру процесінде құрамы бойынша әртүрлі шламдар түзіледі. Өндіріс қалдықтары мен жанама өнімдердің негізгі бөлігі ескірген жабдықты жөндеу және ауыстыру, гидравликалық жүйелер мен жабдықтардағы майларды ауыстыру, металл беттерін тегістеу кезінде, сондай-ақ тазарту жабдықтарын пайдалану кезінде (сүзгілегіш материалдарды ауыстыру, сарқынды суларды тазарту шөгінділері) пайда болады.

4. Эмиссияларды болғызбауға және/немесе азайтуға және ресурстарды тұтынуға арналған жалпы ең үздік қолжетімді техникалар

Осы бөлімде технологиялық процестердің қоршаған ортаға теріс әсерін азайту үшін оларды жүзеге асыру кезінде қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсер ететін объектіні техникалық қайта жарақтандыруды, реконструкциялауды талап етпейтін жалпы әдістер сипатталады.

Осы бөлімде сипатталған техникалардың тізімі толық емес. Қоршаған ортаны қорғау деңгейі қамтамасыз етілген жағдайда басқа техникаларды қолдануға болады.

Өндірісті басқару мен ұйымдастырудың тәсілдерін жетілдіру бойынша жалпы ұйымдастырушылық шаралар, жобалық құжаттаманы әзірлеу сатысында объектілердің қоршаған ортаға әсер ету аспектілерін есепке алу, қоршаған ортаға ең аз ықтимал теріс әсері бар материалдар мен реагенттерді таңдау, қалдықтары аз/қалдықсыз технологияларға көшу жөніндегі шаралар, өндіріс логистикасы, өндірістік процестің тиімділігін бақылау, өндірістік процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін енгізу, өндірісті апатсыз пайдалануды қамтамасыз ету, персоналды даярлау және біліктілігін арттыру және т. б. қоршаған ортаға жүктемені азайтуға әкеледі.

4.1. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілі

Шығарындылардың кешенді алдын алу немесе азайту үшін ауаға, суға немесе топыраққа шығарындыларды болдырмайтын немесе шектейтін әдістер мен мысалдарды қолдану қажет, бұл ретте тұтастай алғанда қоршаған ортаны қорғаудың жоғары деңгейі қамтамасыз етіледі; мынадай факторларды ескеру қажет: қондырғының қауіпсіздігі, қалдықтарды кәдеге жаратудың қоршаған ортаға әсері, энергияны үнемді және тиімді пайдалану.

Еріксіз шығарылатын шығарындыларды шығарылатын көзде (пайда болған жерде) ұстау керек; шығарындылар деңгейін шектеу тәсілдері мен шаралары техникалық дамудың қазіргі деңгейіне сәйкес келуі керек.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың ережелері, заманауи техникалық даму деңгейіне қарамастан, ластану басқа ортаға, мысалы, суға немесе топыраққа ауыстырылатын шараларды қабылдау жолымен орындалмауға тиіс. Бұл шаралар ауаны ластайтын заттардың массалық концентрациясын да, массалық ағындарын да немесе массалық пропорцияларын төмендетуге бағытталуы керек. Олар қондырғыны пайдалану кезінде тиісті түрде қолданылуы керек.

Талаптарды анықтау кезінде, атап айтқанда, келесі факторларды ескеру қажет:

өнімнің ең жоғары шығымдылығы және жалпы қоршаған ортаға эмиссиялардың ең аз көлемі бар интеграцияланған технологиялық процестерді таңдау;

процесті оңтайландыру, мысалы, бастапқы материалдарды кеңінен қолдану және жанама өнімдер шығару арқылы;

канцерогенді, мутагенді немесе репродуктивтілікке теріс әсер ететін бастапқы материалдарды алмастыру;

бөлінетін газдардың көлемін азайту, мысалы, қауіпсіздік талаптарын ескере отырып, ауаны рециркуляциялау жүйелерін пайдалану арқылы;

энергияны үнемдеу және климатқа әсер ететін газдар шығарындыларын азайту, мысалы, қондырғыларды жоспарлау, салу және пайдалану кезінде энергия шығынын оңтайландыру, қондырғы ішіндегі энергияны кәдеге жарату, жылу оқшаулауын пайдалану.

Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілі кәсіпорындардың өндірістік қызметінің (атмосфераға шығарындылар, су ортасына төгінділер және қалдықтардың пайда болуы) қоршаған орта компоненттеріне теріс әсер ету көздерін анықтауға, оларды бақылау жолымен олардың техногендік әсерін төмендетуге/болғызбауға бағытталған шаралар жүйесін, сондай-ақ қабылданатын шаралардың экологиялық және экономикалық тиімділігін салыстыра отырып ең үздік қолжетімді технологияларды енгізуді және қолдануды білдіреді.

Кешенді тәсілді жүзеге асыру үшін кәсіпорындар қоршаған ортаны қорғау мәселелеріне ерекше назар аударуы керек, оларға:

объект тұтынатын немесе өндіретін шикізат пен қосалқы материалдарды, энергияны міндетті есепке алу;

объектідегі барлық шығарындылардың, төгінділердің, қалдықтардың түзілу көздерін, олардың сипаты мен көлемін құжаттау, сондай-ақ олардың қоршаған ортаға теріс әсер ету жағдайларын анықтау;

сарқынды сулар мен бөлінетін газдарды зиянды заттардан тазарту бойынша және табиғи ресурстарды пайдалану нормаларын қысқарту және объектіде шығарындылар, төгінділер мен қалдықтардың түзілу көлемін азайту бойынша ең үздік қолжетімді технологияларды енгізу бойынша пайдаланылатын технологиялық шешімдер және өзге де әдістер;

табиғи ресурстарды ұтымды пайдалану және қоршаған ортаны қорғау жөніндегі тиімді іс-шараларды әзірлеу;

кәсіпорынның экологиялық саясатын декларациялау;

экологиялық менеджмент жүйесінде өндірісті сертификаттауды дайындау және жүргізу;

өндірістік экологиялық бақылауды және қоршаған орта компоненттерінің мониторингін орындау;

қоршаған ортаны қорғау саласындағы арнайы уәкілетті мемлекеттік органдардан экологиялық рұқсаттар алу;

экологиялық заңнама талаптарының орындалуын және сақталуын бақылауды жүзеге асыру және т.б.

Жоғары экологиялық-экономикалық нәтижелерге қол жеткізу үшін шығарындыларды, зиянды заттардың төгінділерін тазарту процесін ұсталған заттарды кәдеге жарату процесімен біріктіру қажет. "Таза түрде" зиянды шығарындыларды тазарту тиімсіз, өйткені оның көмегімен қоршаған ортаға зиянды заттардың түсуін толығымен тоқтату әрдайым мүмкін емес, себебі қоршаған ортаның бір компонентінің ластану деңгейінің төмендеуі екіншісінің ластануының жоғарылауына әкелуі мүмкін.

Мысалы, газды тазарту кезінде ылғалды сүзгілерді орнату ауаның ластануын азайтуға мүмкіндік береді, бірақ егер сарқынды сулар дұрыс өңделмесе, судың одан да көп ластануына әкеледі. Сарқынды суларды тазарту қондырғыларын, тіпті ең тиімдісін пайдалану қоршаған ортаның ластану деңгейін күрт төмендетеді, бірақ бұл мәселені толығымен шешпейді, өйткені мұндай қондырғылардың жұмыс істеу процесінде де қалдықтар аз мөлшерде болса да шығарылады, бірақ, әдетте, зиянды заттардың концентрациясы жоғарылайды.

Өнеркәсіптік сарқынды суларды тазарту үшін механикалық әдіс пен реагентті химиялық тазарту қолданылады. Сондай-ақ реагентсіз әдістер де: электрхимиялық, электроионитті, ион алмастырғыш шайырларды қолдану, озондау әдістері әзірленіп, енгізіліп жатыр. Механикалық әдістер негізінен алдын ала әдіс ретінде қолданылады. Олар әртүрлі мөлшердегі ерімейтін қоспаларды судан бөліп алуға арналған. Осы мақсаттар үшін торлар, барабанды торлар, сүзгілер, құм ұстағыштар, тұндырғыштар, мұнай ұстағыштар, май ұстағыштар қолданылады. Сарқынды суларды механикалық тазартудың негізгі жабдықтары жұмыс принциптері әртүрлі тұндырғыштар, тұндырғыш тоғандар болып табылады. Қазіргі уақытта механикалық тазарту үшін гидроциклондар қолданылады, олар айтарлықтай аз аумақтарды қажет етеді және жоғары өнімділікпен сипатталады. Механикалық тазартудан кейін сарқынды сулар құрамына және оларға қойылатын талаптарға байланысты химиялық, физика-химиялық немесе биологиялық тазартуға жіберіледі. Қоспа мен реагент арасында жеңіл жойылатын жаңа заттар түзілетін химиялық реакция нәтижесінде ғана ластанударды бөліп алуға болатын жағдайларда химиялық реагенттік тазарту қолданылады. Мұндай тазарту үшін тотығу, бейтараптандыру реакциялары, зиянды қоспаларды зиянсыз қоспаларға айналдыру, хлорлау әдісімен залалсыздандыру және т.б. пайдаланылады. Мұндай әдістер реагенттерді көп тұтынуды қажет етеді. Сонымен қатар, реакция нәтижесінде пайда болған қосылыстарды сарқынды сулардан алып тастау және өңдеу қажет. Сарқынды сулардың құрамындағы қышқылдарды, сілтілерді, металл тұздарын кетіру үшін бейтараптандыру кеңінен қолданылады.

Ластанудың себептерін жою аз қалдықты технологияларды, ал болашақта қалдықсыз өндіріс технологияларын енгізуді талап етеді, бұл шикізатты жан-жақты пайдалануға және қоршаған ортаға зиянды заттардың көп мөлшерін жоюға мүмкіндік береді.

Қалдықтардың белгілі бір түрлерін баламалы отын ретінде пайдалану қазба табиғи отынды пайдалануды, түзілген қалдықтардың жиналу көлемін азайтуға және шығарындыларды азайтуға мүмкіндік береді. Алайда, материалды таңдау кезінде қалдықтардың химиялық құрамы және қалдықтардың әр түрін қайта өңдеу процесі тудыруы мүмкін экологиялық зардаптар ескерілуі керек.

Бөлінетін газдарды тазарту жүйелерін алып тастауға немесе айналып өтуге байланысты технологиялық операциялар шығарындылардың төмен деңгейін ескере отырып әзірленуі және жүзеге асырылуы, сондай-ақ тиісті технологиялық параметрлерді бекіту жолымен бақылануы тиіс. Тазарту жабдығы істен шыққан жағдайда мөлшерлестік қағидатын ескере отырып шығарындыларды дереу барынша азайту үшін шаралар көздеу қажет.

4.2. Экологиялық менеджмент жүйесін енгізу

Сипаттау

Кәсіпорын қызметінің қоршаған ортаны қорғау саласындағы мақсаттарға сәйкестігін көрсететін жүйе. ЭМЖ менеджмент және өндірісті операциялық басқарудың ортақ жүйесінің ажырамайтын бөлігін құраған кезде аса ұтымды әрі тиімді жүйе болады.

Техникалық сипаттама

ЭМЖ - қондырғы операторларына экологиялық мәселелерді жүйелі және айқын негізде шешуге мүмкіндік беретін әдіс. Барлық қолданыстағы ЭМЖ-да үздіксіз жетілдіру тұжырымдамасы қамтылған, мұның өзі қоршаған ортаны басқару – нәтижесінде аяқталатын жоба емес, үздіксіз процесс екенін көрсетеді. Процестердің әртүрлі схемалары бар, бірақ көптеген ЭМЖ ұйым менеджментінің басқа контекстерінде кеңінен пайдаланылатын PDCA цикліне (жоспарла – жаса – тексер - орында) негізделген. Цикл итеративті динамикалық модельді білдіреді, мұнда бір цикл келесі циклдың басында аяқталады.

ЭМЖ стандартталған немесе стандартталмаған ("реттелетін") жүйе формасында болуы мүмкін. ISO 14001:2015 сияқты халықаралық танылған стандартталған жүйені енгізу және орындау, әсіресе тиісті сыртқы тексеру жүргізілген кезде, ЭМЖ-ға сенімді арттырады. Алайда тиісті деңгейде әзірленіп, енгізілсе және аудитпен тексерілсе, стандартталмаған жүйелердің негізінде тиімділігі бірдей болуы мүмкін.

ISO 14001:2015 стандартталған жүйелері және стандартталмаған жүйелер негізінде ұйымдарға қолданылады, осы құжатта ұйым қызметінің барлық түрлері, мысалы, өнімдер мен қызметтерге қатысты қызметтері ескерілмей, анағұрлым біржақты тәсілдер пайдаланылған.

ЭМЖ-да келесі компоненттер қамтылуы мүмкін:

1. компания мен кәсіпорын деңгейіндегі жоғары басшыларды қоса алғанда, басшылардың мүдделілігі (мысалы, кәсіпорын басшысы);

2. ұйымның контексін анықтауды, мүдделі тараптардың қажеттіліктері мен үміттерін айқындауды, қоршаған ортаға (және адам денсаулығына) келтірілуі мүмкін қауіптермен байланысты кәсіпорынның сипаттамаларын, сондай-ақ қоршаған ортаға қатысты қолданылатын құқықтық талаптарды анықтауды қамтитын талдау;

3. менеджмент арқылы қондырғыны үнемі жетілдіруді қамтитын экологиялық саясат;

4. қаржылық жоспарлау және инвестициялармен бірге қажетті процедураларды, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және белгілеу;

5. ерекше назар аударуды қажет ететін процедураларды орындау:

құрылым және жауапкершілік;

жұмысы экологиялық көрсеткіштерге әсер етуі мүмкін қызметкерлерді жалдау, оқыту, ақпараттандыру және олардың құзыреттіліктері;

ішкі және сыртқы коммуникациялар;

ұйымның барлық деңгейлеріндегі қызметкерлерді тарту;

құжаттама (қоршаған ортаға елеулі әсер ететін қызметті, сондай-ақ тиісті жазбаларды бақылау үшін жазбаша рәсімдерді жасау және жүргізу); процестерді тиімді жедел жоспарлау және бақылау;

техникалық қызмет көрсету бағдарламасы;

төтенше жағдайлардың қолайсыз (экологиялық) салдарларының әсерін болғызбауды және/немесе азайтуды қоса алғанда, төтенше жағдайларға және әрекет етуге дайын болу;

экологиялық заңнамаға сәйкестікті қамтамасыз ету;

6. экологиялық қорғау заңнамасының сақталуын қамтамасыз ету;

7. жұмысқа жарамдылығын тексеру және келесі әрекеттерге ерекше назар аудара отырып түзету шараларын қабылдау:

мониторинг және өлшеу;

түзету және алдын алу әрекеттері;

жазба жүргізу;

ЭМЖ-ның жоспарланған іс шараларға сәйкестігін және оның тиісті түрде жүзеге асырылатындығын және сақталатындығын анықтау үшін тәуелсіз ішкі және сыртқы аудит жүргізу;

8. жоғарғы басшылардың ЭМЖ және оның жарамдылығына, адекваттығына және тиімділігіне тұрақты шолу жасауы;

9. экологиялық заңнамасында қарастырылған тұрақты есепті дайындау;

10. сертификаттау жөніндегі органның немесе ЭМЖ сыртқы верификаторының валидациясы;

11. таза технологиялардың дамуын қадағалау;

12. жаңа зауытты жобалау кезеңінде және қондырғының бүкіл қызмет ету мерзімі ішінде оны пайдаланудан шығару мүмкіндігінен болатын қоршаған ортаға әсерді қарастыру;

13. салалық бенчмаркингті тұрақты негізде қолдану (өз компаниясының көрсеткіштерін саланың үздік кәсіпорындарымен салыстыру);

14. қалдықтарды басқару жүйелері;

15. бірнеше операторлары бар қондырғыларда/объектілерде әртүрлі операторлар арасындағы ынтымақтастықты кеңейту мақсатында әрбір қондырғы операторының рөлдері, міндеттері және операциялық рәсімдерін үйлестіру айқындалатын бірлестіктер құру;

16. сарқынды сулар мен атмосфераға шығарындыларды түгендеу.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Штаттық және штаттық емес жағдайларда нақты рәсімдерді сақтау және орындау және міндеттерді тиісті түрде бөлу кәсіпорында экологиялық шарттары әрдайым сақталатынына, қойылған мақсаттарға қол жеткізілетініне және міндеттер шешілетініне кепілдік береді. Экологиялық менеджмент жүйесі экологиялық тиімділікті үнемі жақсартуды қамтамасыз етеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Оператор негізгі кіру ағындарын (энергияны тұтынуды қоса алғанда) және шығу ағындарын (шығарындылар, төгінділер, қалдықтар) қаржылық жоспарлау мен инвестициялық циклдардың ерекшеліктерін ескере отырып, қысқа, орта және ұзақ мерзімді аспектілерде өзара байланысты басқарады. Бұл, мысалы, шығарындылар мен төгінділерді тазартудың қысқа мерзімді шешімдерін қолдану ("құбыр соңында") энергияны тұтынудың ұзақ мерзімді өсуіне әкелуі мүмкін және қоршаған ортаны қорғаудың ықтимал тиімді шешімдеріне инвестицияларды кейінге қалдыруы мүмкін дегенді білдіреді.

Экологиялық менеджмент әдістерін қолдану қондырғының жалпы қоршаған ортаға әсерін болдырмау болып табылады.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық шеңберінде қаралған бірқатар кәсіпорындарда ЭМЖ жұмыс істейді. Мәселен, "ССТКБК" АҚ-да сапа менеджменті жүйесін (СПЖ), қоршаған ортаны қорғауды басқару жүйесін (ҚОҚБЖ), еңбекті қорғауды басқару жүйесін (ЕҚБЖ) және энергетикалық менеджмент жүйесін (ЭнМЖ) қамтитын интеграцияланған менеджмент жүйесі (ИМЖ) жұмыс істейді.

СПЖ, ҚОҚБЖ, ЕҚБЖ және ЭнМЖ ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, ISO 45001:2018 және ISO 50001:2018 халықаралық стандарттар талаптарына сәйкестігіне сертификатталған.

"АрселорМиттал Теміртау" АҚ-да экологиялық менеджменттің интеграцияланған жүйелері (ISO 14001), денсаулық сақтау және қауіпсіздік техникасын басқару (ISO 45001:2018) жүйелері бар, сапаны бақылау (ISO 9001) және энергетикалық менеджмент (ISO 50001) жүйелері енгізілген және жұмыс істеп тұр, бірақ сертификатталмаған.

"Кастинг" ЖШС ӨФ және "КSP Steel" ЖШС ӨФ кәсіпорындарында МС ISO 9001, ISO 14001 экологиялық менеджменті және ISO 45001:2018 еңбек қауіпсіздігі базасында сапа менеджменті жүйесіне сәйкестігіне сертификатталған.

Кросс-медиа әсерлер

Экологиялық менеджмент әдістері қондырғының жалпы қоршаған ортаға әсерін барынша азайту үшін жобаланған.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

ЭМЖ компоненттерін барлық қондырғыларға қолдануға болады. Экологиялық менеджмент жүйесінің ауқымы (мысалы, талдап тексеру деңгейі) және формасы қолданылатын технологиялық жабдықтың пайдалану сипаттамаларына және оның қоршаған ортаға әсер ету деңгейіне сәйкес келуі тиіс.

Экономика

Қолданыстағы экологиялық менеджмент жүйесін енгізу және қолдау құны және экономикалық тиімділігін анықтау әрбір нақты жағдайда анықталады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық менеджмент жүйесі бірқатар артықшылықтарды қамтамасыз ете алады, мысалы:

кәсіпорынның экологиялық көрсеткіштерін жақсарту;

шешім қабылдау үшін негіздерді жақсарту;

компанияның экологиялық аспектілері жөніндегі түсінікті жақсарту;

қызметкерлерді ынталандыруды жақсарту;

пайдалану шығындарын төмендетудің қосымша мүмкіндіктері және өнім сапасын жақсарту;

экологиялық тиімділікті жақсарту;

экологиялық бұзушылықтарға, белгіленген талаптарды орындамауға және т. б. байланысты шығындарды азайту.

4.3. Энергетикалық менеджмент жүйесін енгізу

ЕҚТ энергия менеджменті жүйесін (бұдан әрі – ЭнМЖ) енгізуден және оның жұмысын қолдаудан тұрады. ЭнМЖ қолданыстағы менеджмент жүйесінің құрамында немесе бөлек энергия менеджменті жүйесін (мысалы, экологиялық менеджмент жүйесі) құру арқылы іске асырылады және жұмыс істейді.

ЭнМЖ құрамына нақты жағдайларға қолданылу дәрежесіне қарай келесі элементтер кіреді: кәсіпорын деңгейіндегі энергия тиімділігі менеджменті жүйесіне қатысты жоғары басшылықтың бейілділігі; кәсіпорынның жоғары басшылығы бекіткен энергия тиімділігі саласындағы саясат; жоспарлау, сондай-ақ мақсаттар мен міндеттерді анықтау; ISO 50001 халықаралық стандартының талаптарына сәйкес энергоменеджмент жүйесінің жұмыс істеуін айқындайтын рәсімдерді әзірлеу және орындау.

Жүйенің нұсқаулықтары мен процедураларында келесі мәселелерге ерекше назар аударылуы керек:

жүйенің ұйымдастырушылық құрылымы;

персоналдың жауапкершілігін арттыру, оны оқыту, энергия тиімділігі саласындағы құзыреттілігін арттыру;

ішкі ақпарат алмасуды қамтамасыз ету (жиналыстар, кеңестер, электрондық пошта, ақпараттық стендтер, өндірістік газет және т.б.);

энергия тиімділігін арттыруға бағытталған іс-шараларға персоналды тарту;

құжаттаманы жүргізу және өндірістік процестерді тиімді бақылауды қамтамасыз ету;

энергия тиімділігі саласындағы заңнамалық талаптарға және тиісті келісімдерге (егер бар болса) сәйкестікті қамтамасыз ету;

энергия тиімділігінің ішкі көрсеткіштерін айқындау және оларды мерзімді бағалау, сондай-ақ оларды салалық және басқа да расталған деректермен жүйелі және тұрақты салыстыру.

Бұрын орындалған нәтижелілікті бағалау және түзету шараларын енгізу кезінде келесі мәселелерге ерекше назар аудару қажет:

мониторинг және өлшеу;

түзету және алдын алу әрекеттері;

құжаттама жүргізу;

жүйенің белгіленген талаптарға сәйкестігін, оны енгізудің нәтижелілігін және оны тиісті деңгейде ұстап тұруды бағалау мақсатында ішкі (немесе сыртқы) аудит;

жоғары басшылықтың ЭнЖМ-ге мақсаттарға сәйкестігіне, адекваттылығына және өнімділігіне жүйелі түрде талдау жасауы;

кейіннен пайдаланудан шығарылуына байланысты қоршаған ортаға болжамды әсер ететін жаңа қондырғылар мен жүйелерді жобалау кезінде есепке алу;

меншікті энергия тиімді технологияларды әзірлеу және кәсіпорыннан тыс жерде энергия тиімділігін қамтамасыз ету әдістері саласындағы жетістіктерді қадағалау.

Қазақстан Республикасында, сондай-ақ шетелде де кәсіпорындарда ЭнМЖ енгізу тәжірибесін бағалау ЭнМЖ ұйымдастыру және енгізу энергия мен ресурстарды тұтынуды жыл сайын 1-3 % -ға (бастапқы кезеңде 10-20 % -ға дейін) төмендетуге мүмкіндік беретінін көрсетеді, бұл сәйкесінше зиянды заттар мен парниктік газдар шығарындыларының төмендеуіне әкеледі. Кәсіпорындарда энергетикалық менеджментті қолдану парниктік газдар шығарындыларын (ПГ) шектеу үшін үлкен рөл атқарады.

Энергия тиімділігі жөніндегі шараларды енгізудің қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

қызметкерлерді ынталандыру және тарту деңгейін арттыру;

өнім сапасын жақсарту үшін пайдалану шығындарын төмендетудің қосымша мүмкіндіктері.

4.4. Эмиссиялар мониторингі

Мониторинг құжатталған және келісілген процедураларға сәйкес қайталанатын өлшеулерге немесе белгілі бір жиіліктегі бақылауларға негізделген әртүрлі ортадағы химиялық немесе физикалық параметрлердің өзгерістерін жүйелі бақылауды білдіреді.

Мониторинг қоршаған ортаға ықтимал әсерлерді бақылау және болжау үшін шығарылатын ағындардағы (шығарындылар, төгінділер) ластағыш заттардың құрамы туралы сенімді (дәл) ақпарат алу үшін жүргізіледі. Ең маңызды мәселелердің бірі қойылған экологиялық мақсаттарға қол жеткізу, сондай-ақ ықтимал апаттар мен оқиғаларды анықтау және жою туралы талдау жүргізу үшін шығарындыларды, төгінділерді тазартуға, қалдықтарды жоюға және қайта өңдеуге байланысты процестердің тиімділігін бақылау болып табылады.

Мониторинг жүргізу жиілігі ластағыш заттың түріне (уыттылығы, ҚО және адамға әсері), пайдаланылатын шикізат материалының сипаттамасына, кәсіпорынның қуаттылығына, сондай-ақ шығарындыларды азайтудың қолданылатын әдістеріне байланысты, бұл ретте ол бақыланатын параметр үшін репрезентативті деректер алуға жеткілікті болуы тиіс. Көп жағдайда шығарылатын ағындардағы ластағыш заттардың концентрациясы туралы ақпарат алу үшін белгілі бір іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік немесе орташа мән қолданылады.

Мониторингқа пайдаланылатын әдістер, өлшем құралдары, қолданылатын жабдықтар, рәсімдер мен құрал-саймандар Қазақстан Республикасының аумағында қолданылатын стандарттарға сәйкес болуы тиіс. Халықаралық стандарттарды пайдалану Қазақстан Республикасының нормативтік-құқықтық актілерімен регламенттелуі тиіс.

Өлшеу жүргізер алдында мониторинг жоспарын құру қажет, онда қондырғының жұмыс режимі (үздіксіз, үзіліссіз, іске қосу және тоқтату операциялары, жүктеменің өзгеруі), газды немесе сарқынды суларды тазарту қондырғыларының пайдаланылу жағдайы, мүмкін болатын термодинамикалық әсер ету факторлары сияқты көрсеткіштер ескерілуі тиіс.

Өлшеу әдістерін анықтау кезінде сынама алу нүктелерін, сынамалар санын және оларды іріктеу ұзақтығын анықтау кезінде мынадай факторларды ескеру қажет:

қондырғы режимі және оны өзгертудің болуы мүмкін себептері;

шығарындылардың әлеуетті қауіптілігі;

репрезентативтік деректерді алу мақсатында сынамаларды іріктеуге қажетті уақыт.

Әдетте, өлшеу үшін пайдалану режимін таңдағанда, қоршаған ортаға максималды әсер (максималды жүктеме) анықталуы мүмкін режим таңдалады.

Атмосфералық ауаның мониторингін орындау кезінде белсенді ластану аймағындағы қоршаған ортаның жай-күйіне (атмосфераның ластану көздері үшін) басты назар аударылуы тиіс.

Технологиялық газдардың мониторингі технологиялық газдардың құрамы туралы және тозаң шығарындылары, ауыр металдар және SO_x сияқты технологиялық газдардың жануы кезіндегі жанама шығарындылар туралы ақпарат береді.

Сарқынды сулардағы ластағыш заттардың концентрациясын анықтау үшін шығынға пропорционалды немесе уақыт бойынша орташаланған сынамаларды алуға негізделген кездейсоқ сынама алу немесе біріккен тәуліктік сынамалар (24 сағат) пайдаланылуы мүмкін.

Сынама алу кезінде газдарды немесе сарқынды суларды сұйылту қолайсыз, өйткені алынған көрсеткіштерді объективті деп санауға болмайды.

Эмиссиялар мониторингі тікелей әдіспен де (аспаптық өлшеулер) де, жанама әдіспен де (есептеу әдістемелері) жүргізілуі мүмкін. Бұл жағдайда аспаптық өлшеулерге негізделген әдіс сынама алу жиілігіне байланысты және мерзімді немесе үздіксіз болуы мүмкін. Аталған әдістердің әрқайсысының артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

Сынама алу нүктелері

Сынама алу нүктелері ҚР өлшемдер саласындағы заңнамасының талаптарына сәйкес болуы тиіс. Сынама алу нүктелері:

нақты белгіленуі;

мүмкін болса, сынама алу нүктесінде тұрақты газ ағыны болуы;

қажетті энергия көздерінің болуы;

аспаптар мен мамандарға қолжетімділік және орналасатын орын болуы;

жұмыс орнындағы қауіпсіздік талаптарының сақталуын қамтамасыз етуі тиіс.

Компоненттері мен параметрлері

Бекітілген әдістемелік құжаттар негізінде өлшенетін немесе есептелетін эмиссиялардың құрамындағы бақыланатын ластағыш заттар (шығарындылар, төгінділер) өндірістік мониторингтің компонеттері болып табылады.

Стандартты жағдайлар

Атмосфералық ауаны зерттеген кезде:

қоршаған ортаның температурасын;

салыстырмалы ылғалдықты;

желдің жылдамдығы мен бағытын;

атмосфералық қысымды;

жалпы ауа райының жағдайын (бұлттылық, жауын-шашынның болуын);

газ-ауа қоспасының көлемін;

бөлінетін газдың температурасын (концентрациясы мен массалық ағынын есептеу үшін);

су буының мөлшерін;

статикалық қысымды, бөлінетін газ арнасындағы ағын жылдамдығын;

оттектің мөлшерін ескеру қажет.

Бұл параметрлер бөлінетін газ ағынындағы белгіленген компоненттерді анықтау барысында пайдалнылуы мүмкін, мысалы, газдың температурасы, құрамындағы оттек пен тозаң ПХДД/Ф ыдырауын көрсетуі мүмкін. Сарқынды сулардағы рН мәнін металдың тұндыру тиімділігін анықтау үшін де қолдануға болады.

Шығарылатын ағындардың сапалық және сандық көрсеткіштерін бақылаудан басқа, негізгі технологиялық процестердің параметрлері мониторинг жүргізуге жатады, оларға:

жүктелетін шикізат мөлшері;

өнімділік;

жану температурасы (немесе ағынның жылдамдығы);

қосылған аспирациялық қондырғылардың саны;

тозаң концентрациясының орнына электр сүзгісінен шығатын тозаң ағынының жылдамдығы, кернеуі және мөлшері;

қолданылатын тазарту жабдықтарына арналған жылыстау датчиктері (мысалы, Қапшық сүзгілердің сүзгі матасы жыртылған кезде тозаң концентрациясының жоғарылауы мүмкін) жатады.

Жоғарыда тізімделген параметрлерге қосымша қондырғының және түтін газдарын тазарту жүйесінің тиімді жұмыс істеуі үшін газ құбырларының (мысалы, тозаң мен газды тазартудан бұрын және кейін) әртүрлі қондырғыларындағы ластағыш заттардың белгілі бір параметрлері (мысалы, кернеу және электр қуаты (электр сүзгілер), қысымның төмендеуі (Қапшық сүзгілер)) мен концентрациясын қосымша өлшеу қажет болуы мүмкін.

Шығарындыларды үздіксіз және мерзімді өлшеу

Үздіксіз мониторинг тұрақты өлшеуді көздейді және шығарындылар көзінде орнатылған автоматтандырылған мониторинг жүйесі арқылы жүргізіледі.

Газдардағы немесе сарқынды сулардағы бірнеше компонентті үздіксіз өлшеуге болады және кейбір жағдайларда нақты концентрациясы келісілген уақыт кезеңдері ішінде (сағаттап, тәуліктеп және т.б.) үздіксіз немесе орташа мәндер түрінде анықталуы мүмкін. Мұндай жағдайларда орташа мәндерді талдау және процентильді пайдалану рұқсат етілген мәнің шарттарына сәйкестікті көрсетудің қолайлы әдісімен қамтамасыз ете алады, ал орташа мәндерді жеңіл әрі автоматты түрде бағалауға болады. [23]

Мерзімді өлшеу қолмен немесе автоматтандырылған әдістерді қолдана отырып, берілген уақыт аралықтары бар өлшенетін шаманы анықтауды қамтиды. Көрсетілген уақыт аралықтары әдетте тұрақты болып табылады (мысалы, айына бір рет немесе жылына бір рет/екі рет). Іріктеу ұзақтығы үлгі іріктеп алынатын уақыт кезеңі ретінде анықталады. Іс жүзінде кейде "нүктелік іріктеу" деген ұғым "мерзімді өлшеу" деген ұғымға ұқсас пайдаланылады. Алынатын сынамалар саны анықталатын затқа, сынама алу жағдайына байланысты әртүрлі болуы мүмкін, алайда тұрақты шығарындының анық көрсеткіштерін алу үшін ұсынылатын ең озық тәжірибе бір өлшемдер сериясынан дәйекті түрде кемінде үш сынама алу болып табылады.

Өлшеу ұзақтығы мен уақыты, сынама алу нүктелері, өлшенетін заттар (яғни ластағыш заттар және жанама параметрлер) да мониторинг мақсаттарын анықтау кезінде бастапқы кезеңде белгіленеді. Көп жағдайда сынама алу ұзақтығы 30 минутты құрайды, бірақ ластағыш затқа, шығарындылардың қарқындылығына, сондай-ақ сынама алу орындарының орналасу схемасына (автоматтандырылған жүйелерді пайдаланған жағдайда - датчиктер орнатылған орындар) байланысты 60 минут болуы мүмкін. Мәселен, мысалы, тозаң концентрациясы төмен болғанда немесе ПХД/Ф анықтау қажет болған жағдайда, сынама алуға көп уақыт кетуі мүмкін.

Шығарындылардың әсерін бағалау және олардың уақыт өте келе азаюы белгілі бір учаскедегі ұйымдастырылмаған және ұйымдастырылған шығарындылар көздерінің салыстырмалы үлесімен салыстырылуы керек. Осы нәтижелерді қоршаған орта сапасының стандарттарымен, жұмыс орнындағы әсер ету шегімен немесе болжамды концентрация мәндерімен салыстыру.

Сынама алу нүктелері қауіпсіздік және гигиена стандарттарына сай, оңай қолжетімді және жеткілікті мөлшерде болуы керек.

Кәсіпорынның су ресурстарына әсерін судың үнемді пайдаланылуына, сарқынды сулардың ластану деңгейіне, оларды жергілікті тазарту құрылыстарында тазарту мүмкіндіктеріне, жерүсті ағындыларын реттеу, төгу және тазалау мәселелерінің шешілуіне бағалау жүргізіп анықтайды.

4.4.1. Атмосфералық ауаға шығарындылар мониторингі

Атмосфералық ауаға шығарындылар мониторингі өндірістік экологиялық бақылаудың құрамдас бөлігі болып табылады, ол өндірістік қызметінің кәсіпорынның қоршаған ортаға әсері туралы объективті деректерді белгіленген кезеңділікпен алу үшін жүргізіледі.

Шығарындылар мониторингі төмендегідей мақсатта технологиялық жабдықтың шығатын газдарындағы ластағыш заттардың шоғырлануын (мөлшерін) айқындау үшін жүзеге асырылады:

шығарындылар көрсеткіштерін мемлекеттік органдар белгілегеген және келісім жасаған шектеулі рұқсат етілген концентрацияда сақтау;

өндірістің технологиялық процестерінің (шикізат материалдарын, термиялық өңдеуге байланысты процестерді (күйдіру/балқыту) жинау, сақтау және дайындау, белгіленген стандарттарға сәйкес дайын өнімді алуға арналған ілеспе процестердің барысын бақылау;

тозаң-газ тазарту жабдықтарын пайдалану тиімділігін бақылау;

табиғатты пайдалану саласында жедел шешімдер қабылдау және ұзақ мерзімді шешімдер қабылдау үшін - болжау.

Атмосфералық ауаға эмиссияларға мониторинг жүргізу үшін пайдаланылатын барлық әдістер мен құралдар тиісті ұлттық нормативтік құқықтық актілермен белгіленеді және айқындалады.

Шығарындылардың мониторингі тікелей өлшеу әдісімен жүзеге асырылуы мүмкін, оның ішінде:

бақыланатын көздердің шығарындыларындағы ластағыш заттардың шоғырлануын үздіксіз өлшейтін автоматты газ талдағыштарды пайдалануға негізделген аспаптық әдіс (үздіксіз өлшеулер);

аспаптық-зертханалық - бақыланатын көздерден шығатын газдардың сынамаларын іріктеуге, оларды кейіннен химиялық зертханаларда талдауға (кезеңдік өлшеулер) негізделген, сондай-ақ шығарындыларды өлшеу техникалық мүмкін емес немесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз болған жағдайларда әдіснамалық деректерді пайдалануға негізделген есептеу әдістерін пайдалана отырып жүргізіледі.

Атмосфералық ауадағы шығарындылардың мониторингі ұйымдастырылған шығарындылар көздері үшін де, ұйымдастырылмаған көздер үшін де жүргізіледі.

Түтін газдарындағы ЛЗ шоғырлануының мониторингі кезеңдік немесе үздіксіз өлшеу нысанында жүзеге асырылады. Мерзімді өлшеулерді мамандандырылған персонал құбырдағы түтін газдарының сынамаларын қысқа мерзімді іріктеу арқылы жүргізеді. Өлшеу үшін түтін газының үлгісі газ құбырынан алынады және ластағыш зат дереу тасымалданатын өлшеу жүйелерімен (мысалы, газ анализаторлары) немесе кейіннен зертханада талданады. Үздіксіз өлшеу жолымен эмиссиялар мониторингі (автоматтандырылған мониторинг) тікелей түтін құбырында, сондай-ақ Қазақстан Республикасында қолданыстағы сынама алу стандарттарын сақтай отырып, газ құбырында орнатылған өлшеу жабдығымен жүзеге асырылады.

Бақыланатын заттардың тізіміне стационарлық көздердің шығарындыларында болатын және оларға қатысты технологиялық нормативтер, рұқсат етілген шекті шығарындылар, бақылаудың пайдаланылатын әдістерін (аспаптық) көрсете отырып, белгіленген ластағыш заттар (оның ішінде маркерлік) енгізілуге тиіс.

Төменде ұйымдастырылмаған шығарындыларды сандық анықтаудың кейбір әдістері келтірілген:

зат ағыны өлшенетін "эквивалентті беткей" анықтамасына негізделген ұйымдастырылған шығарындыларға ұқсас әдіс;

жабдықтың жылыстауларын бағалау;

тиеу-түсіру операциялары кезінде сақтауға арналған ыдыстардан шығарындыларды, сондай-ақ қосалқы учаскелердің (тазарту құрылыстарының және т. б.) қызметі нәтижесінде туындайтын шығарындыларды анықтау үшін коэффициенттер көмегімен есептеу әдістерін пайдалану;

оптикалық мониторингке арналған құрылғыларды пайдалану (ластағыш заттармен сіңірілетін және/немесе шашырайтын электромагниттік сәулеленуді пайдалана отырып, кәсіпорыннан ық жақтан ағып кету нәтижесінде ластағыш заттардың шоғырлануын іздеп табу және анықтау);

материалдық баланс әдісі (заттың кіріс ағынын, оның жинақталуын, осы заттың шығыс ағынын, сондай-ақ технологиялық процесс барысында оның ыдырауын есепке алу, одан кейін қалдық қоршаған ортаға шығарындылар түрінде түскен болып саналады);

газ-трассерді кәсіпорын аумағындағы әртүрлі таңдалған нүктелерге немесе аймақтарға, сондай-ақ осы учаскелердегі әртүрлі биіктікте орналасқан нүктелерге шығару;

ұқсастық қағидаты бойынша бағалау әдісі (метеорологиялық деректерді ескере отырып, жел жағынан ауа сапасын өлшеу нәтижелеріне сүйене отырып шығарындыларды сандық бағалау);

кәсіпорынның ық жағындағы ластағыш заттардың ылғалды және құрғақ шөгуін бағалау, бұл кейіннен осы шығарындылардың динамикасын бағалауға мүмкіндік береді (бір ай немесе бір жыл).

Барлық учаскелерде жалпы пайдалану үшін қолданылатын өлшеу әдістері жоқ және өлшеу әдістемелері учаскеден учаскеге қарай ерекшеленеді. Экстраполяцияны қиындататын қосалқы өндірістер, көлік және басқа көздер сияқты өнеркәсіптік алаңға жақын жерде басқа көздердің айтарлықтай әсері бар. Демек, алынған нәтижелер салыстырмалы немесе бақыланбайтын шығарындыларды азайту бойынша қабылданған шаралар арқылы қол жеткізілген төмендеуді көрсетуі мүмкін бағдарлар болып табылады.

Іріктеу нүктелері өндірістік гигиена және қауіпсіздік стандарттарына сәйкес келуі керек, жеңіл және тез қолжетімді және тиісті мөлшерде болуы керек.

Алаңдық көздерден ұйымдастырылмаған шығарындыларды өлшеу қиынырақ және мұқият жасалған әдістерді қажет етеді, өйткені:

шығарындылардың сипаттамалары метеорологиялық жағдайлармен реттеледі және үлкен ауытқуларға ұшырайды;

шығарындылар көзінің алаңы үлкен болуы мүмкін және дәлсіздікпен анықталуы мүмкін;

өлшенген мәліметтерге қатысты қателер айтарлықтай болуы мүмкін.

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды бақылаудың сипатталған әдістері халықаралық тәжірибені ескере отырып әзірленді және олар нақты және сенімді нақты көрсеткіштерді бере алмайтын сатыда, бірақ олар белгілі бір уақыт аралығында шығарындылардың болжамды деңгейлерін немесе шығарындылардың ықтимал өсу тенденцияларын көрсетуге мүмкіндік береді. Ұсынылған бір немесе бірнеше әдістерді қолданған жағдайда жергілікті пайдалану тәжірибесін, жергілікті жағдайлар туралы білімді, арнайы орнату конфигурациясын және т.б. ескеру қажет.

Атмосфералық ауаға эмиссиялардың мониторингі үшін пайдаланылатын әдістер мен құралдар бекітілген өндірістік экологиялық бақылау Бағдарламасына сәйкес жүргізіледі.

4.4.2. Су объектілеріне төгінділердің мониторингі

Су ресурстарының өндірістік мониторингі болып жатқан өзгерістерді уақтылы анықтау және бағалау, су ресурстарын ұтымды пайдалануға және қоршаған ортаға әсерді жұмсартуға бағытталған іс-шараларды болжау үшін кәсіпорын қызметін байқау мен бақылаудың бірыңғай жүйесін білдіреді.

Су ресурстарының жай-күйінің өндірістік мониторингі шеңберінде су тұтыну және су бұру жүйелерін бақылау және қаралып отырған ауданның су ресурстарына әсер ету көздерін, сондай-ақ оларды ұтымды пайдалануды бақылауды жүзеге асыру көзделеді.

Мониторинг нәтижелері өндірістік қызметті жүзеге асыру кезінде қоршаған ортада болып жатқан өзгерістерді уақтылы анықтауға және бағалауға мүмкіндік береді.

Үздіксіз өлшеу әдісі атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындыларын бағалаумен қатар өнеркәсіптік кәсіпорындардың сарқынды суларының параметрлерін анықтау үшін кеңінен қолданылады. Өлшеу тікелей сарқынды су ағынында жүргізіледі.

Үздіксіз өлшеу кезінде әрдайым орнатылатын негізгі параметр сарқынды сулардың көлемдік шығыны болып табылады. Сарқынды су ағынындағы үздіксіз мониторинг процесінде қосымша мынадай параметрлер айқындалуы мүмкін:

pH және электр өткізгіштік;

температура;

лайлылық.

Төгінділерге арналған үздіксіз мониторингті пайдалану мақсатында таңдау мыналарға байланысты:

жергілікті жағдайлардың ерекшеліктерін ескере отырып, сарқынды сулар төгінділерінің қоршаған ортаға күтілетін әсері;

тазартылған су параметрлерінің өзгеруіне жылдам ден қою мүмкіндігі үшін сарқынды суларды тазарту жөніндегі қондырғының өнімділігін мониторингілеу және бақылау қажеттілігі (бұл ретте өлшеулерді жүргізудің ең аз жиілігі тазарту құрылыстарының конструкциясына және сарқынды суларды ағызу көлемдеріне байланысты болуы мүмкін);

өлшеу жабдығының болуы және сенімділігі және сарқынды суларды ағызу сипаты;

үздіксіз өлшеуге арналған шығындар (экономикалық орындылығы).

Бақыланатын заттардың тізіміне қолданылатын бақылау әдістері (аспаптық) көрсетілген маркерлік ластағыш заттар енгізілуі тиіс.

Сарқынды сулардың төгілуін бақылау үшін су мен сарқынды сулардың сынамаларын алу және талдаудың бірқатар стандартты процедуралары бар, соның ішінде:

бір реттік (нүктелік, қарапайым) сынама - сарқынды сулардан алынған бір сынама;

құрама (орташаланған, аралас) сынама - белгілі бір кезең ішінде үздіксіз іріктеп алынатын сынама немесе белгілі бір кезең ішінде үздіксіз немесе мезгіл-мезгіл іріктеп алынатын, содан кейін араластырылған бірнеше сынамадан тұратын сынама;

нүктелік бақылау сынамасы - кемінде екі минут аралықпен ең көп дегенде екі сағат ішінде іріктелген, содан кейін араластырылған кемінде бес қарапайым сынамадан тұратын аралас сынама.

4.5. Су ресурстарын басқару

Сипаттау

Суды пайдалану жүйесін ұйымдастыру кәсіпорынның экологиялық саясатын қалыптастыру үшін қажетті ажырамас кезең болып табылады, бұл ретте кәсіпорында бар процестерді, бастапқы тұтынылатын судың сапасы мен қолжетімділігін, су тұтыну көлемін, климаттық жағдайларды, белгілі бір технологияларды қолданудың қолжетімділігі мен орындылығын, қоршаған ортаны қорғау және өнеркәсіптік қауіпсіздік саласындағы заңнаманың талаптарын, басқа да көптеген аспектілерді ескеру қажет.

Сыртқы көздерден алынатын суды тұтынуды азайту суды пайдалану жүйесінің негізгі мақсаты болып табылады, оның тиімділік көрсеткіштері кәсіпорындағы суды меншікті және жалпы тұтыну деректері болып табылады.

Техникалық сипаттама

Су ресурстарын басқаруға арналған ЕҚТ ішкі рециркуляцияны барынша арттыра отырып және әрбір соңғы ағынды адекватты тазалай отырып, суды тұтынуды азайту, сарқынды суларды болдырмау, жинау және түрлеріне қарай бөлу болып табылады. Негізгі пайдаланылатын әдістерге:

өндірістік желілерде ауыз суды пайдалануды тоқтату;

жаңа зауыттар салу немесе қолданыстағы зауыттарды жаңғырту/қайта құру кезінде айналымды сумен жабдықтау жүйелерінің санын және/немесе қуатын ұлғайту;

келіп түсетін тұщы суды орталықтандырып тарату;

жекелеген параметрлері белгілі бір шектерге жеткенше суды қайта пайдалану;

егер судың жекелеген параметрлері ғана белгілі бір шектерге жетсе және оны әрі қарай пайдалану мүмкін болса, суды басқа қондырғыларда пайдалану;

тазартылған және тазартылмаған сарқынды суларды бөлу, мүмкіндігінше ағынды нөсер суын пайдалану;

егер мұндай ағындар халық қоныстанған аумаққа жақын жерде болса, мүмкіндігінше сақтау және араластыру аймағынан төгілетін су сапасына, мониторинг жүргізу бойынша шараларды қарастыру.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су ресурстарын тұтынуды азайту, экологиялық тиімділік көрсеткіштерін арттыру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"KSP Steel" ЖШС ӨФ кәсіпорны су бассейнінің ластануын болдырмауға және суды тұтынуды азайтуға бағытталған мынадай технологияларды пайдаланады: су тұтыну мен су бұруды есепке алу, жергілікті айналым циклдарын қолдану, айналымды сумен жабдықтауды қолдану, тұйық су айналым жүйелерін қолдану, шламдарды сусыздандыру.

"АМТ" АҚ-да таза техникалық суды тұтынуды азайту үшін салқындатқыш тоған арқылы айналымды сумен қамтамасыз ету жүйесі ұйымдастырылған. Салқындатқыш тоған Самарқан су қоймасының бір бөлігін кейіннен бөгеттің ұзындығы 8,6 км жуық тікжақтауы мен суайырық қырын сала отырып, бөгетпен қоршап бөлу арқылы жасалды.

Кросс-медиа әсерлер

Бастапқы су ресурстарын тұтынуды азайту.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Интеграцияланған металлургия зауытындағы су ресурстарын басқару бірінші кезекте тұщы судың болуымен және оның сапасымен және заңнама талаптарымен шектелетін болады. Жұмыс істеп тұрған зауыттарда суды пайдалану жүйесінің қолданыстағы конфигурациясы суды қолдануды шектеуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Су ресурстарын тұтынуды азайту, экологиялық тиімділік көрсеткіштерін арттыру.

4.6. Қалдықтарды басқару

Қоршаған орта компоненттерінің ластануын болдырмау мақсатында қалдықтарды басқару жүйесі қалдықтармен жұмыс істеудің жалпы қабылданған технологияларын қолдануға негізделуге және қолданыстағы экологиялық заңнаманың, халықаралық және ішкі стандарттардың талаптарына сәйкес жүзеге асырылуға тиіс.

Қалдықтарды басқару процесі келесі кезеңдерді қамтиды: қалдықтардың түзілуі, олардың пайда болған жерінде жинақталуы (қалдықтарды мақсатқа сай әкеткенге дейін арнайы белгіленген орындарда уақытша жинақтау), қалдықтарды жинау процесінде оларды бастапқы өңдеу және сұрыптау жөніндегі қосалқы операцияларды қоса алғанда, қалдықтарды жинау, қалдықтарды одан әрі өңдеу үшін тасымалдау, қалдықтарды қалпына келтіру (қайта пайдалануға дайындау, қайта өңдеу, қалдықтарды қайта өңдеу ретінде пайдалану) қалдықтарды жою (көму немесе жою).

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының әр түрімен жұмыс істеу олардың шығу тегіне, агрегаттық жағдайына, субстраттың физика-химиялық қасиеттеріне, компоненттердің сандық арақатынасына және қалдықтардың қауіптілік дәрежесіне байланысты.

Қалдықтарды жинау, жинақтау Қазақстан Республикасы заңнамасының талаптарына сәйкес арнайы белгіленген және жабдықталған орындарда (контейнерлерде, ыдыстарда, алаңдарда, қоймаларда, сақтау орындарында және т.б.) әрбір қалдықтың түріне, кәдеге жарату, өткізу және залалсыздандыру әдістеріне сәйкес бөлек жүзеге асырылады.

Қалдықтарды контейнерлерде сақтау олардың жылыстауының алдын алуға, олардың қоршаған ортаға әсер ету деңгейін, сондай-ақ қалдықтардың жай-күйіне ауа-райының әсерін азайтуға мүмкіндік береді.

Қоршаған ортаны қорғау және Қазақстан Республикасының тұрақты дамуын қамтамасыз ету мақсатында қалдықтардың пайда болуын болдырмау және пайда болған қалдықтарды азайту тәртібімен басқару жөніндегі шаралар иерархиясы түрінде қалдықтармен жұмыс істеудің төмендегідей әртүрлі тәсілдерін басымдықпен қолдану қағидаты қолданылуы тиіс:

қалдықтардың пайда болуын болдырмау;

қалдықтарды қайта пайдалануға дайындау;

қалдықтарды қайта өңдеу;

қалдықтарды кәдеге жарату;

қалдықтарды жою.

Қалдықтарды жою немесе көму, энергия өндірмей жағу, қалдықтарды кәдеге жарату әдістері ретінде энергияны өндіру және қалпына келтіру ретінде жағу сияқты әдістер егер жоғарыда тізімделген қалдықтарды басқару тәсілдерінің бір де біреуі пайдалану мүмкін болмаса ғана қолданылады. Мұндай әдістер басымдығы төмен әдістер болып табылады.

Сапалық критерийден басқа қалдықтарды жинаудың басым түрлерін анықтау кезінде келесі маңызды критерийлерге назар аудару қажет:

жойылатын және кәдеге жаратылатын қалдықтардың мөлшері;

экономикалық аспектісі;

қалдықтармен жұмыс істеу бойынша мамандандырылған қуаттылықтардың болуы.

Қалдықтармен жұмыс істеудің экономикалық орындылығы қағидаты, кем дегенде, төмендегілерді білдіреді:

қалдықтарды кәдеге жарату/қайта өңдеудің қолданылатын техникалық әдісі қолайлы екенін растау үшін ол ең үздік қолжетімді техникаларға сәйкес келуі керек;

қалдықтардың түзілуі жылдан жылға тұрақты болуы керек, қалдықтарды қайта өңдеуші компания өз жабдықтарының қуатын қалдықтардың түзілу көлеміне қарай таңдайды;

қалдықтармен жұмыс істеу бойынша мамандандырылған қуаттардың қолжетімділігі, оның ішінде қалдық көзіне жақын тұру қағидатын білдіреді.

Процесті оңтайландыру арқылы қалдықтарды барынша азайту және қоқыстар мен қалдықтарды мүмкіндігінше пайдалану көптеген кәсіпорындарда бүгінгі күні қолданылып отырған тәжірибе болып табылады.

4.7. Физикалық әсер ету деңгейін төмендету

Шу мен діріл өнеркәсіптің белгілі бір секторында жиі кездесетін проблемалар болып табылады, олардың көздері барлық салаларда кездеседі.

Шу жалпы биологиялық тітіркендіргіш бола отырып есту анализаторына ғана әсер етіп қоймайды, ол сонымен қатар ағзаның әртүрлі функционалдық жүйелерінде өзгерістер туғызып, ми құрылысына да әсер етеді. Шудың адам ағзасына жағымсыз әсерінің көптеген көріністеріне: сөйлеу анықтығының нашарлауы, жағымсыз сезімдер, шартозаңқылықтың жоғарылауы және еңбек өнімділігінің төмендеуі, шу патологиясының пайда болуы жатады.

Қазіргі уақытта шу мен дірілді болдырмауға және азайтуға арналған себептер мен тәсілдер туралы біршама ақпарат бар. Қондырғы ішіндегі операторларға шудың әсері осы құжат шеңберінде қарастырылмайды.

Жаңа қондырғылардың шуыл және діріл деңгейі төмен болуы мүмкін. Тиісті техникалық қызмет көрсету жабдықтың (желдеткіштер, сорғылар) теңгерімсіздігін болдырмауға көмектеседі. Жабдық арасындағы қосылыстар шудың берілуін болдырмау немесе азайту үшін арнайы түрде жасалуы мүмкін.

Шу деңгейін төмендету үшін және оның айналадағы аумаққа таралуын болдырмау үшін шуды төмендету бойынша мынадай әртүрлі техникалық шешімдер қолданылуы мүмкін:

жабдыққа тұрақты техникалық қызмет көрсету, шу шығаратын техникалық құралдарды герметизациялау және қоршау;

шудан қорғайтын біліктерді салу;

дыбыс өшіргіштердің, резонаторлардың, қаптамалардың көмегімен жабдықтар мен құралдарды дыбыстан оқшаулау;

ғимараттарды, үй-жайларды, құрылыстарды жобалаудағы акустикалық ұтымды жоспарлау шешімдері;

шулы жабдықты қоршау;

шу шығару жөніндегі нормалардан асатын жабдықтардың тізбесін айқындау (салалық нормаларға сәйкес);

шуылы аз жабдықтар;

егер мүмкін болса, жабық бөлмелердегі есік-терезелерді жабу;

шу мен дірілді бақылауға арналған жабдық.

Тізімделген шараларды қолданыстағы, жаңғыртылатын және жаңа объектілерде қолдануға болады. Егер жоғарыда аталған техникалық шешімдерді қолдану мүмкін болмаса және шу шығаратын қондырғыларды, мысалы, пештер мен олардың қызмет көрсету құралдарының көлеміне байланысты жеке ғимараттарға ауыстыру мүмкін болмаса, екінші техникалық шешімдер қолданылады, мысалы, ғимараттар салу керек немесе халық қоныстанған аумақ пен өте шулы қызметтер арасында өсіп тұрған ағаш және бұта сияқты табиғи тосқауылдар жасау қажет. Қорғалатын кеңістіктің есіктері мен терезелері шу шығаратын қондырғыларды пайдалану кезеңінде тығыз жабылуы тиіс.

Мәселен, "KSP Steel" ЖШС ӨФ, "Кастинг" ЖШС ӨФ-де акустикалық әсерді азайту үшін өндірістерді/агрегаттардды дірілден оқшаулау, материалдарды қайта өңдеуге арналған жабдықтарды қоса алғанда, кез келген шу шығаратын операцияларды қымтау үшін ғимаратқа дыбыстан оқшаулау жүйесі жасалған.

"АМТ" АҚ шу деңгейін бәсеңдету үшін мынадай әдістерді пайдаланады: агрегаттарды қоршау, дірілден оқшаулау, дыбыстан оқшаулау, бәсеңдеткіш қолдану.

Діріл — серпімді байланысы бар жүйенің механикалық тербелмелі қозғалысы. Адамға берілу әдісі бойынша діріл (діріл көздерімен жанасу сипатына байланысты) шартты түрде былайша бөлінеді: жұмысшының қолына әсер ететін жергілікті (локал) діріл және адам денесіне отырғанда немесе түрегеп тұрғанда тірек беттері арқылы берілетін жалпы діріл.

Гигиеналық нормалау тәжірибесіндегі жалпы діріл жұмыс орындарының дірілі ретінде белгіленеді. Өндірістік жағдайда жергілікті және жалпы дірілдің бірлескен әсері жиі кездеседі.

Адамды дірілден қорғаудың ең тиімді құралы оның дірілдейтін жабдықпен тікелей байланысын жою болып табылады. Бұл қашықтан басқару пультін, өнеркәсіптік роботтарды қолдану, автоматтандыру және технологиялық операцияларды ауыстыру арқылы жүзеге асырылады.

Операторға қолмен механикаландырылған құралдардың тербелісінің қолайсыз әсерін төмендетуге келесі техникалық шешімдер арқылы қол жеткізіледі:

тікелей көзде діріл қарқындылығының төмендеуі (конструктивті жетілдірулер есебінен);

діріл көзі мен адам операторының қолдары арасында орналастырылған дірілді серпімді бәсеңдету материалдары мен құрылғылары болып табылатын сыртқы дірілден қорғау құралдары;

өндірістерді/агрегаттарды дірілден оқшаулау.

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде ЕҚТ анықтау мақсатында қарастыру үшін ұсынылатын нақты қолдану саласына арналған қолданыстағы техниканың сипаттамасы берілген.

Техниканы сипаттау кезінде қоршаған орта үшін ЕҚТ енгізудің артықшылықтарын бағалау ескеріледі, ЕҚТ қолданудағы шектеулер туралы деректер, ЕҚТ-ны сипаттайтын экономикалық көрсеткіштер, сондай-ақ ЕҚТ-ны практикалық қолдану үшін маңызы бар өзге де мәліметтер келтіріледі.

Осы бөлімде сипатталған әдістердің негізгі міндеті қоршаған ортаның ластануын кешенді түрде болдырмау мақсатында бір немесе бірнеше техниканы қолдана отырып, шығарындылардың, төгінділердің, қалдықтардың пайда болуының минималды көрсеткіштеріне қол жеткізу болып табылады.

5.1. Технологиялық процесте автоматтандырылған бақылау және басқару жүйелерін енгізуге бағытталған ЕҚТ

5.1.1. Технологиялық процесті автоматтандырылған басқару жүйелері

Сипаттау

Технологиялық процесті автоматтандыру - технологиялық процестің өзін адамның тікелей қатысуынсыз басқаруға немесе адамға неғұрлым жауапты шешімдер қабылдау құқығын қалдыруға мүмкіндік беретін, жүйені немесе жүйелерді іске асыруға арналған әдістер мен құралдар жиынтығы.

Қағида бойынша, технологиялық процесті автоматтандыру нәтижесінде ТП АБЖ құрылады.

Технологиялық процестерді автоматтандырудың негізі — қабылданған басқару критерийіне (оңтайлылыққа) сәйкес материалдық, энергетикалық және ақпараттық ағындарды қайта бөлу. Бағалау сипаттамасы ретінде автоматтандыру деңгейі (дәрежесі) ұғымы қолданылады.

Техникалық сипаттама

Ірі металлургиялық агрегаттар мен олардың кешендерін құру шикізатты, отынды, капитал салымдарын тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді, қызмет көрсетуші персонал санын едәуір азайта отырып, жоғары техникалық-экономикалық көрсеткіштерге қол жеткізу үшін мол мүмкіндіктер береді.

Ірі металлургиялық агрегаттардың қарқынды технологиялық процестерін басқару күрделі міндет болып табылады, оны шешу әлемдік техникамен қол жеткізілген қазіргі заманғы басқару әдістері мен құралдарын қолдану арқылы мүмкін болады.

Шығарылатын өнімнің үлкен ассортименті мен едәуір көлемі, технологиялық процестердің, агрегаттардың және олардың жұмыс режимдерінің әртүрлілігі — мұның бәрі кешенді басқару жүйесін ұйымдастырудың жоғары деңгейін талап етеді. Кешеннің негізгі өндірістік қызметіне бағытталған ТП АБЖ және ПБАЖ өзара байланысты басқару жүйелерін құру маңызды міндет болып табылады.

5.1-кесте. Технологияға байланысты автоматтандырылған жүйелердің түрлері

р/с №	Автоматтандырылған жүйелердің атауы
1	2
Домна пештері
1	Домна процесін автоматты бақылау және басқару
2	Газ таратуды автоматты бақылау және басқару
Ыстықтай илемделген илем
3	Қыздыру пештерін автоматтандыру
4	Жолақты илемдеу процестерін автоматтандыру

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Технологиялық процестердің энергия тиімділігін арттыру және технологиялық процестердегі ресурстардың шығындарын азайту есебінен экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ТП АБЖ жобаларында қабылданған жалпы жүйелік шешімдер мынадай негізгі ережелерді қамтитын автоматтандырылған ақпараттық-басқару жүйелерін құрудың қазіргі заманғы тұжырымдамасының базалық қағидаттарына сәйкес келеді:

жүйенің құрылымы стандартталған өнеркәсіптік деректер алмасу хаттамаларына негізделген иерархиялық, дәл, сенімді, деңгейаралық әрекеттеседі;

икемді орталықтандырылған, иерархиялық бақылау және автоматтандыру объектісін басқару;

жүйенің әртүрлі компоненттерінің ақпараттық өзара әрекеттесуінің ашық архитектурасы;

жүйенің жұмысы минималды уақытта қалпына келтіріледі;

өзін-өзі диагностикалайды;

бағдарламалық-техникалық құралдардың жоғары дайындығымен бірге ыңғайлы, қарапайым қызмет көрсету және интуитивті интерактивті интерфейстер;

ТП АБЖ және қамтамасыз етудің барлық түрлері жаңғыртуға және ұлғайтуға бейімделген. Қажетті физикалық құрылғылар мен модульдер кем дегенде 15 % көлемінде қосымша сигналдарды өңдей алады (кірістер мен шығыстар бойынша) және басқару, дабыл беру, бағдарламалау және басқару процесін одан әрі жаңғырту үшін жады сыйымдылығы ең минималды кемінде 20 %.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету.

Автоматтандыру деңгейін және өндіріс мәдениетін арттыру.

Шығарылатын өнімнің сапасын арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады. Іке асыру көлемі (мысалы, талдап-тексеру деңгейі) және сипаты қондырғының сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ оның тиімділігі мен қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігі жөніндегі шараларды енгізудің қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.1.2. Технологиялық процесті автоматтандырылған басқару жүйелері (ТПАБЖ) (пештер, қазандар және т.б.)

Сипаттау

Қара металлургия кәсіпорындарының технологиялық жабдықтарын автоматтандыру негізгі жабдықты пайдалану ерекшелігіне байланысты және келесі ерекшелік белгілерімен сипатталады:

қол еңбегін белсенді пайдалану;

өндірістік қуаттылықтың үлкен энергия сыйымдылығы;

еңбек жағдайлары зиянды және қауіпті учаскелердің болуы;

Бірыңғай технологиялық процеспен біріктірілген жекелеген элементтердің аумақ бойынша өте көп таралуы.

Қазіргі уақытта қолайлы жағдайда жоғары еңбек өнімділігін және жабдықтың максималды тиімділігін қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін өнеркәсіптік кәсіпорындардың қызметін қарқындатудың негізгі бағыты өндірісті автоматтандыру болып табылады.

Техникалық сипаттама

ТП АБЖ технологиялық жабдықта шикізатты термиялық өңдеудің технологиялық процесін басқаруға (пештер, илемдеу орнақтары және т.б.), сондай-ақ жабдықтар кешенінің құрамына кіретін механизмдер мен электр жетектерін басқаруға арналған.

ТП АБЖ әзірлеу мақсаттары:

технологиялық жабдықтың тұрақты жұмыс істеуі және оның жұмыс көрсеткіштерін кепілдікті сақтап тұру үшін жағдайлар жасау;

регламенттік режимдер саласындағы технологиялық процесс параметрлерінің тұрақты мәндерін қамтамасыз ету және өнім сапасын арттыру мақсатында технологиялық бұзушылықтарды азайту;

жабдықтың апатсыз жұмыс істеуінің жоғары деңгейін қамтамасыз ету және оның пайдалану мерзімін ұлғайту;

қазіргі заманғы, жоғары дәлдіктегі автоматтандыру құралдарын қолдану есебінен энергия ресурстарының шығынын азайту;

технологиялық процеске тарихи талдау жүргізуді қамтамасыз ету;

кәсіпорынның есептеу желісіне қажетті деректерді беру мүмкіндігін қамтамасыз ету.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Технологиялық процестердің энергия тиімділігін арттыру және технологиялық процестердегі табиғи газ шығындарын азайту есебінен экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

икемді орталықтандырылған, иерархиялық бақылау және автоматтандыру объектісін басқару;

жүйенің әртүрлі компоненттерінің ақпараттық өзара әрекеттесуінің ашық архитектурасы;

жүйенің жұмысы минималды уақытта қалпына келтіріледі;

өзін-өзі диагностикалайды;

ТП АБЖ және қамтамасыз етудің барлық түрлері жаңғыртуға және ұлғайтуға бейімделген. Қажетті физикалық құрылғылар мен модульдер кем дегенде 15 % көлемінде қосымша сигналдарды өңдей алады (кірістер мен шығыстар бойынша) және басқару, дабыл беру, бағдарламалау және басқару процесін одан әрі жаңғырту үшін жад сыйымдылығы ең минималды кемінде 20 %.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Автоматтандыру деңгейін және өндіріс мәдениетін арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады. Іке асыру көлемі (мысалы, талдап тексеру деңгейі) және сипаты қондырғының сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ оның тиімділігі мен қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігі жөніндегі шараларды енгізудің қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.1.3. Желдету және жылу беру жүйелеріндегі автоматты реттеу (қажетті ішкі орта параметрлеріне және сыртқы орта параметрлеріне байланысты).

Сипаттау

Инженерлік жүйелерді автоматтандыру оларды басқару процесін жеңілдетуге, оны тиімдірек етуге мүмкіндік береді. Бұл ретте материалдық, адами және қаржылық ресурстар айтарлықтай үнемделеді.

Техникалық сипаттама

Жылу беру, кондиционерлеу және сумен жабдықтаудың инженерлік желілерін автоматтандыру ең алдымен қолайлы еңбек жағдайларына қол жеткізуге, сондай-ақ жабдықты қалыпты жағдайда пайдалануға мүмкіндік береді.

Металл бұйымдарын өндіретін өнеркәсіптік кәсіпорындарда әдетте ғимараттар мен өндірістік цехтарда температураның, ылғалдылықтың жоғарылауы және ауадағы әртүрлі қоспалардың көбеюі байқалады.

Қалыпты жағдайларды қамтамасыз ету үшін әртүрлі ағынды-сорғылы жүйелер қолданылады. Әдетте, мұндай жүйелерде ғимараттарға берілетін ауаның параметрлерін температурасы мен ылғалдылығы бойынша реттеу мүмкіндігі жоқ.

Ғимаратқа берілетін ауаның параметрлерін автоматты түрде реттеу персонал үшін де, орнатылған жабдық үшін де қолайлы жағдайларға қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Суретте жылу беру және желдету жүйелеріндегі осындай автоматтандырудың болжамды нұсқаларының бірі көрсетілген.

5.1-сурет. Желдету жүйесіндегі автоматты реттеудің мысалы

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Желдету және жылу беру жүйесінде жабдықты пайдаланудың энергия тиімділігін арттыру есебінен экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Ғимараттар ішіндегі ауа сапасын жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Инженерлік жүйелерді автоматтандыру жобаларында қабылданған жалпы жүйелік шешімдер экологиялық көрсеткіштерді жақсартудың, сондай-ақ еңбек жағдайларын жақсартудың негізгі қағидаттарына сәйкес келеді.

Кросс-медиа әсерлер

Жылу беруге және желдетуге арналған энергия ресурстарын тұтынуды азайту.

Жабдықтардың жұмысы мен қызметкерлердің еңбек жағдайларын жақсарту.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру.

Еңбек және пайдалану жағдайларын жақсарту.

5.2. Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі бойынша ЕҚТ.

5.2.1. Ыстықтай илемдеу үшін ЕҚT-ны анықтау кезінде ескерілуі қажет техникалар

5.2.1.1. Қыздыру пештерінің конструкциясын оңтайландыру

Сипаттау

Пештің конструкциясы мен оқшаулау дәрежесі ПӘК айтарлықтай әсер етеді. Жүктеуге және түсіруге арналған есік аймақтары және/немесе есік саңылаулары барынша азайтылуы керек. Пештің есіктерін ашқан кезде жылу шығынын, мысалы, үздіксіз қыздыру пештерінде біреуінің орнына бірнеше көтеру сегменттерін пайдалану арқылы азайту.

Техникалық сипаттама

Кәдімгі (бір сегментті) пештің тиегіш есіктері шикізаттың жанында бос орындар қалдырады, ол арқылы пешке пеш газдары немесе кіретін ауа сорылуы мүмкін. Бұл жағдайда бақыланбайтын (тұрақты емес) шығарындылар ғана шығарылып қоймайды, сонымен қатар бөлінетін газ шығындалады, керісінше жағдайда оны жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыруға пайдалануға болар еді. Осылайша, рекуперациялау тиімділігі төмендейді. Пешке ауа кірген жағдайда қақтың пайда болуы артады, бұл слябтың сапасына және өнімнің шығуына теріс әсер етеді.

(Пештің) тиегіш есіктері

Заманауи пештер бірнеше бөлек көтерілетін сегменттерден тұратын тиегіш есіктермен жабдықталған. Сегменттердің ені аралықтары жүйелі бастапқы шикізаттың ұзындығына сәйкес келеді. Тиісінше, пештің тиегіш есігі ішінара ашылуы мүмкін және шикізаттың жан-жағындағы бос орындар азаяды.

Эталондық қондырғыда пеш есігінің құрылымы бірнеше бөлек жалқы есіктерді қамтиды (мысалы, ені 15,6 м 64 есік), олар бастапқы шикізаттың сол және оң жағындағы отқа төзімді жерге түсірілуі мүмкін.

Барлық сегменттер бірге көтеріледі және слябтың бір бөлігі есіктен өткен кезде, барлық сегменттер түсіріледі. Плитаның қасындағы сегмент саңылауды жабады. Қалғандары слябпен сырғиды және ол пешке түскен кезде төменге құлайды.

Роликті табаны бар пештерде есіктер арнайы пердемен модификацияланады, ол слябты дайындаманың бетімен сырғиды.

Түсіру есігі

Түсіру жағына келетін болсақ, герметикалықты және тиімді жылу оқшаулауын қамтамасыз ету өте маңызды. Заманауи пештер бір немесе екі элементтен тұратын түсіру есіктерімен жабдықталған. Оңтайландырылған шығару есіктері пештің жылу шығынын болдырмайды, қыздырылған өнімдердің температурасының біркелкілігін жақсартады және артық ауаны жақсы бақылауға мүмкіндік береді. Қыздыру аймағына бөгде ауа сорылмайды, мұның өзі отқақтың түзілуін болдырмайды және жану сапасын жақсартады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергияны тұтынуды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Пеш есігінің құрылымын өзгерту (адымдаушы арқалықтары бар пештер) энергия шығыны 0,05 ГДЖ/т төмендеген кезде, ауаны алдын ала қыздыру (қайта өңдеу) температурасының 60 °C жоғарылауына әкелді.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия тиімділігін арттыру. Еңбек жағдайларын жақсарту. Ұйымдастырылмаған шығарындылардың жылыстауын азайту. Парниктік газдар шығарындыларына салымды азайту.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Тек жаңа қондырғыларға және қондырғыларды күрделі жаңартуға қолданылады. Осы конструкцияның үлгілері АрселорМиттал Бремен, АрселорМиттал Гент, Thyssenkrupp Steel Europe AG - Дуйсбург Беккерверт (Германия) кәсіпорындарында енгізілді.

Экономика

Пешті жүктеу кестесімен салыстырғанда жоғары техникалық күрделілік пен қаржылық шығындар негізді болуы керек. Техникалық шешім пешті жеткізушіде болуы керек.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия үнемдеу.

5.2.1.2. Қыздыру пештеріне ыстық күйінде слябтарды\дайындамаларды жүктеуді пайдалану

Сипаттау

Үздіксіз ыстықтай құйылған болат бұйымдар тікелей қыздыру пештеріне жүктеледі немесе тікелей ыстық күйінде илемдеу орнағына беріледі.

Техникалық сипаттама

Дәстүрлі процестен (материалды сақтау және салқындату) ерекшелігі үздіксіз құйылған слябтардан, блюмдерден, арқалық дайындамалардан немесе қоссырық түріндегі дайындамалардан бөлінетін қалдық жылу оларды тікелей (қалдық жылу құрамын ескере отырып) қыздыру пештеріне жүктеу арқылы кәдеге жаратылады. Ыстықтай жүктеу (ДҮҚМ қыздыру пешіне) 300÷600 ºC посадтың температурасына қатысты. Тікелей жүктеу 600÷850 ºC температурасына қатысты. Бұл әдістерді беткейдің сапасы салқындату мен тазалауды қажет етпейтіндей жақсы сапада болған жағдайда ғана және егер болат балқыту зауыты мен ыстықтай илемдеу орнағының өндірістік бағдарламалары сәйкесінше реттелуі мүмкін болса ғана қолдануға болады. Автоматты реттеу жүйесінің есептеу құрылғылары тұтынушылардың тапсырыстарына және илемдеу режиміне (кестесіне) сәйкес өндірісті үйлестіру үшін қолданылады.

Болат зауыты мен илемдеу орнағының өндірістік кестелерін синхрондау үшін оңтайландырылған өндірісті жоспарлау және басқару жүйесі шамамен 800 °C температурада 60 %-дан астам тікелей жүктеме үлесін қамтамасыз ете алады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергияны тұтынуды азайту (отын үнемдеу).

SO₂, CO және CO₂ шығарындыларын азайту

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

5.2-кестеде ыстықтай жүктеудің энергияны тұтынуға және өндіріс уақытына (өнімді дайындау ұзақтығы) әсері көрсетілген. Көрсетілген мысалдарда өндіріс қуаты 400 °C ыстықтай жүктеу температурасы кезінде 10 % - ға және 700 °C жүктеу температурасы кезінде 25 % - ға артты.

5.2-кесте. Ыстықтай жүктеудің отын шығыны мен пеште болу уақытына әсері

р/с №
1	2	3	4	5
1	Зарядтау температурасы	20 °C	400 °C	700 °C
2	Меншікті энергия (отын) тұтыну	1,55 КДж/т	1,25 КДж/т	0,94 КДж/т
3	Пайыздық қысқарту	0 %	19 %	39 %
4	Болатты қыздыру	0,80 КДж/т	0,56 КДж/т	0,37 КДж/т
5	Пеште болу уақыты¹	100 мин.	90 мин.	75 мин.
¹Мысалдар: металл дайындамалар, жұмсақ болат, жоғары күйдірілген итергіш пеш, түсіру температурасы 1200°C негізделген.

Кросс-медиа әсерлер

Дайындаманың пеште болу уақыты қысқартылды.

Анағұрлым жоғары өнімділік көрсеткіштері (мысалы, 10÷25 %-ға артуы).

Отқақ түзілуін және көміртексізденуді (декарбонизация) азайту арқылы өнімнің шығымдылығы мен сапасын арттыру.

Қалдықтарды келесі процестерде, мысалы, отқақты жою кезінде азайту.

Бөлінетін газдардың температурасы көтерілуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Дайындамаларды үздіксіз құю цехына іргелес қондырғыларға және қондырғының орналасуына және өнімнің техникалық сипаттамаларына байланысты шектеулер шегінде ғана қолданылады.

Кәсіпорындар мысалы

Ыстықтай илемдеу орнақтары: ArcelorMittal Belgium, ArcelorMittal España, S.A., ArcelorMittal España, S.A., ArcelorMittal Fos sur Mer, Tata Steel IJmuiden, ArcelorMittal Eisenhüttenstadt, ArcelorMittal Bremen GmbH / B.R.E.M.A Warmwalzwerk, ArcelorMittal Poland S.A.

Сұрыптық орнақ/сұрыптық илемдеу орнағы (шағын өлшемдегі қарапайым және фасондық профильдерді илемдеу үшін) Stahl- und Walzwerk Marienhütte GmbH, Sidenor Steel Industry S.A., CelsaA, Nervacero S.A, H.E.S. Hennigsdorfer Elektrostahlwerke GmbH, Badische Stahlwerke GmbH, Alfa Acciai S.p.A., Feralpi Siderurgica S.p.A., S.N. Maia - Siderurgia Nacional S.A Megasa, Uddeholms AB, ArcelorMittal Warszawa Sp.z.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергияны тұтынуды азайту.

5.2.1.3. Датчиктердің көмегімен автоматты су қысымын реттеу режимінде су бүрку арқылы отқақты кетіру

Сипаттау

Датчиктер мен автоматика бастапқы шикізаттың орнын бақылау және отқақты кетіру үшін бүріккіштер арқылы өтетін су көлемін реттеу үшін қолданылады.

Техникалық сипаттама

Конвейердің тиісті учаскелері мен перифериялық датчиктерді автоматтандыру масштабты кетіру жабдықтарынан шикізаттың кіруі мен берілуін дәл анықтауға мүмкіндік береді және операторға арынды су құбырларының клапандарын сәйкесінше ашуға мүмкіндік береді. Нәтижесінде су көлемін отқақты кетіру талаптарына сәйкес үздіксіз реттеуге болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су тұтынуды азайту.

Энергия тұтынуды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Кросс-медиа әсерлер

Су ресурстарын тұтынуды азайту.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптарын сақтау.

Экологиялық көрсеткіштерді жақсарту, су ресурстарын тұтынуды азайту.

5.2.1.4. Ыстықтай илемдеу процесінде металл шығынын\дайындаманы оңтайландыру

Сипаттау

Бастапқы материалды қаралтым өңдеуден кейін кесу кесілген металдың мөлшерін азайту үшін пішінді өлшеу жүйесімен (мысалы, телекамера) бақыланады.

Техникалық сипаттама

Кері байланысы бар телекамералар мен аспаптардың көмегімен жолақтың енін өлшеумен бірге қаралтым қапастар тобынан кейін жолақтың жоғарғы және соңғы бөлігін кесудің қажетті саны анықталады. Автоматты жүйе металл шығынын азайтуға кепілдік береді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шығарылатын өнімнің сапасын арттыру және қалдықтардың түзілуін азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Өндіріс мәдениетін арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Әдетте таза өңдеу желісінің кіруінде қолданылады.

Әдетте жазық илемді ыстықтай илемдеу машиналарында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнім шығару сапасын арттыру және жақсарту.

5.2.1.5. Илемдеу кезінде үйкелісті азайту

Сипаттау

Технологиялық майлар нақты илемдеу жағдайына және олардың оңтайлы шығынына қарай мұқият іріктеледі. Майлай суытатын сұйықтық (МСС) және Су-май қоспасын (СМҚ) беру жүйелері деформациялау ошағындағы үйкелісті азайтуға және энергия жүктемелерін азайтуға арналған.

Техникалық сипаттама

Технологиялық илемдеу майлары, эмульсиялар (қажетті концентрациядағы су мен майдың қоспасы) тікелей әрбір қапас алдындағы жолаққа (қажетіне қарай) не майлау және салқындату үшін жұмыс немесе тіреу білікпелеріне беріледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Илемдеу жүктемесін азайту арқылы энергия тұтынуды азайту.

Білікпелердің тозуы азаяды (әсіресе жолақтың шеттерінде), мұның өзі жұмыс білікпелерінің қызмет ету мерзімінің ұлғаюына және тегістеу шламының азаюына әкеледі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ешқандай ақпарат берілмеген.

Кросс-медиа әсерлер

Сумен жабдықтау жүйесінің илемдеуге арналған майлау материалдарымен ластануы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Суықтай илемдеу, ыстықтай илемдеу орнақтарына, сұрыптық орнақтарға, сымсозу орнақтарына, құбыр орнақтарына қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділікті арттыру, өндіріске жұмсалатын энергия шығынын азайту.

5.2.1.6. Қапастар арасындағы жолақтың керілуін бақылау

Сипаттау

Компьютерлік модельдермен және есептеулермен біріктірілген қапастар арасындағы кермелеуді автоматты түрде сақтау жүйесі таза өңдейтін қапастар тобында ыстықтай илемдеу кезінде жолақ енінің ұлғаюының\азаюының алдын алуды, сондай ақ суық илемдеу процесінің тұрақтылығын қамтамасыз ететін секундтық көлемдердің тұрақтылығын сақтау заңының сақталуын қамтамасыз етеді.

Техникалық сипаттама

Керілуді бақылау құрылғысы қапастар (суықтай илемдеу орнақтары) арасына, таза өңдейтін қапастар (ыстықтай илемдеу орнақтары) тобының қапастары арасына орнатылады және автоматты ілмекті ұстатқышты (ыстықтай илемдеу орнағы) не тензометриялық роликтерді (суықтай илемдеу орнағы) білдіреді, оған қоса ілмексіз техникалар әзірленген, бірақ олардың сәтті жұмыс істеуі көбінесе өңдеу параметрлерін өлшеу дәлдігіне байланысты. Ыстықтай илемдеу кезінде илемнің енін сақтаудың автоматты жүйелері соңғы қапастың өңдеу тобының параметрлерімен және орағыштардың жұмыс жағдайымен кері байланыс жасай отырып жұмыс істейді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

(Табақтың, жолақтың) жиектерін кесу, табақтарды және орамдық жолақтарды кесу (жолақтарды білікпелерге) жүктеу кезінде және тұрақсыз жұмыс кезінде "мойындық түрінде сығылу" есебінен қысқартылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ешқандай ақпарат берілмеген.

Кросс-медиа әсерлер

Өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Әдетте ыстықтай илемдеу кезінде таза өңдейтін қапастарда қолданылады. Суықтай илемдеу орнақтарында (бір қапасты реверсивтік орнақтардан басқа) міндетті түрде қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімнің жоғары өнімділігі.

5.2.1.7. Қапастар арасындағы (технологиялық процесс қажет болған жағдайда) жолақты мәжбүрлі салқындатуды қолдану

Сипаттау

Жолақты қапастар арасында мәжбүрлі салқындату (ыстықтай идемдеу кезінде) жолақтың берілген физика-механикалық қасиеттерін қамтамасыз ету мақсатында илемделетін жолақтың қажетті температуралық режимімен қамтамасыз етеді.

Техникалық сипаттама

Жолақты су ағындарымен және сумен жабдықтаудың қатаң белгіленген көлемімен мәжбүрлі түрде салқындату таза өңдейтін қапастар тобының әрбір қапасында қажетті илемдеу температурасымен қамтамасыз етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ауа отқағының пайда болуына жол бермейді, таза өңдейтін білікпелер тобының білікпелерінің өндірімін азайтады, ыстықтай илемделген жолақ пен білікпелердің тозу өнімдерінің түзілуін азайтады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ешқандай ақпарат берілмеген.

Кросс-медиа әсерлер

Сарқынды сулардың пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Әдетте (таза) өңдеу қапастары арасындағы және жазық бұйымдарды ыстықтай илемдеу орнағында қолданылады.

Осы техника ArcelorMittal Belgium (Бельгия), ArcelorMittal España (Испания), S.A., ArcelorMittal Fos sur Mer, ArcelorMittal, Tata Steel IJmuiden, ArcelorMittal Bremen GmbH/B.R.E.M.A Warmwalzwerk, SSAB Europe, Arcelormittal Atlantique et Lorraine, ILVA S.p.a. in A.S., ArcelorMittal Poland S.A., Ovako Bar AB, SSAB Europe AB, AB Sandvik Materials Technology, U.S.Steel Košice, s.r.o., Tata Steel UK Ltd, ArcelorMittal Warszawa Sp. z, Ovako Sweden AB кәсіпорындарында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары.

5.2.1.8. Жұмыс білікпелерін салқындату

Сипаттау

Сушашыратқыш бүріккіштің әртүрлі түрлері және сушашыратқыш коллекторлардың конфигурациялары жұмыс білікпелерін салқындату үшін, білікпелерде зақымданулар мен сызаттардың болмауы үшін және отқақты азайту үшін пайдаланылады.

Техникалық сипаттама

Жұмыс білікпелерін салқындатуға арналған илемдеу қапастарында сушашыратқыш бүріккіштің әртүрлі түрлері және сушашыратқыш коллекторлардың әртүрлі конфигурациялары пайдаланылады. Бұл білікпелерде зақымданулар мен сызаттардың болмауы үшін (тегістеу бойынша операциялар азайтылады және және қалдықтар аз түзіледі) және отқақты азайту үшін маңызды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Отқақтың түзілуін азайту.

Білікпелердің тозуы бәсеңдейді және ұсақтау кезіндегі шлам (тегістеу шламы) азаяды.

Кросс-медиа әсерлер

Өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Әдетте қаралтым, таза өңдейтін және қалың жаймалы орнақта қолданылады.

Әдетте жазық бұйымдарды ыстықтай илемдеу орнақтарында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптарын сақтау.

5.2.2. Суықтай илемдеуге арналған ЕҚТ-ны анықтау кезінде ескерілуі тиіс техникалар

5.2.2.1. Турбуленттік желіндіру

Сипаттау:

Желіндіру техникасындағы соңғы әзірлемелер негізінен процестің өзін жақсартуға; өңдеудің тиімділігін, жылдамдығын және сапасын арттыруға және процесті бақылауды жеңілдетуге бағытталған. 5.2-суретте терең желіндіру резервуарларынан таяз желіндіру резервуары арқылы желіндіру резервуарлары арасындағы тар саңылаудағы жолаққа бүркілетін турбуленттік желіндіруге ауысу көрсетілген.

5.2-сурет. Өңдеу ванналарының әртүрлі түрлері

Қол жеткен негізгі экологиялық пайда:

Тиімділікті арттыру.

Энергия тұтынуды азайту, қышқыл шығынын азайту.

Қолданылуы:

Жаңа желіндіру қондырғылары және күрделі жөндеуге байланысты қолданыстағы қондырғылар.

Турбуленттік желіндіру Stahlwerke Bochum AG (Германия); BHP (Австралия); Sumitomo Metals (Жапония); Sidmar (Бельгия); Тиссен Сталь (Германия); ILVA (Италия); ALZ (Бельгия), Avesta (Швеция); Аллегейни Ладлум (АҚШ) зауыттарында қолданылады.

Кросс-медиа әсерлер

Қышқылды тұтынуды азайту.

Пайдалану деректері:

Турбуленттік желіндіруді бақылау жеңіл болғандықтан (және процестің қосымша модельдерімен жабдықталуы мүмкін болғандықтан), желіндіру нәтижесіне анағұрлым тиімдірек етуге болады, мұның өзі шамадан тыс желіндіруді азайтуға және сәйкесінше желіндіру кезіндегі шығындарды азайтуға әкеледі (20÷30 % немесе 0,8÷1,2 кг/т).

Экономика

Инвестициялық және пайдалану шығындарының төмендеуі.

Ендірудің қозғаушы күші

Желіндіру процесінің тиімділігін арттыру, сапаны жақсарту, экономикалық пайда.

5.2.2.2. Бүрку және жасыту әдісімен тұз қышқылын регенерациялау

Сипаттау

Желіндіру ерітіндісін сушашыратқыш бүріккіштер арқылы пирогидролитикалық реакторға жоғары температурада енгізеді, онда ерітінді бағалы қатты өнім – темір тотығын түзе отырып оттекпен және сумен реакцияға түседі. Тұз қышқылы адиабаталық бағананың көмегімен алынады, онда абсорбциялық су ретінде желіндіру желісінен шыққан шаятын су қолданылады.

Техникалық сипаттама

Тұз-қышқылды желіндіру ерітінділерін регенерациялау бүрке отырып күйдіру процесінің көмегімен жүзеге асырылады.

Темір хлориді мен суды пирогидролитикалық айыру бүрке отырып күйдіруге арналған реакторда 450 °C-ға жуық немесе одан жоғары температурада жүзеге асырылады (мысалы, ArcelorMittal Gent-тегі реакция температурасы: 600 °C). Пайдаланылған қышқыл Вентури рекуператорына беріледі, онда реактордан келетін ыстық газдар салқындатылады және қышқыл алдын ала қойылтылады. Осыдан кейін концентрат тікелей жану реакторына үстінен бүркіледі. Ыстық жанатын газдар ұсақ тамшыларды олардың себелеу шамасына қарай буландырады. Темір хлориді келесі реакцияға сәйкес ауадағы су буы мен оттегінің көмегімен тұз қышқылына және темір тотығына бөлінеді:

4 FeCl₂ + 4 H₂O + O₂ → 8 HCl ↑ + 2 Fe₂O₃

Осылайша түзілген темір тотығы реактордың түбінде жиналады және пневматикалық түрде оксидке арналған бункерге тасымалданады. Үйіндідегі ұнтақтың массасы шамамен 0,3÷0,4 т/м³ немесе одан жоғары (мысалы, ArcelorMittal Gent-те 0,48÷0,6 т/м³). Бұл магниттік материалдарды, яғни қатты және жұмсақ ферриттерді өндіруге арналған бағалы шикізат болып табылады. Алынған темір тотығын сапасына байланысты әртүрлі мақсатта пайдалануға болады.

Тұзды газ, жағуға арналған бу мен газдар бастапқы буландырғыш арқылы каналмен абсорберге бағытталады. Пайда болған бөлінетін газ кейіннен сілтілі шайғышпен тазартылып, түтін құбыры арқылы атмосфераға шығарылады.

HCI құрамды газдар адиабатикалық бағанада абсорбцияланады, онда абсорбциялық су ретінде желіндіру желісінен шыққан шаятын суды пайдалануға болады. Пайда болған тұз қышқылын (18 %-ға жуық) желіндіру процесіне қайтаруға болады. Абсорбциялық қондырғыдан шыққан бөлінетін газ кейіннен натрий тиосульфаты қосылып каустикалық скрубберде тазартылады, мұның өзі 2 мг/м³ HCl аз ластағыш заттардың және бос Cl₂концентрациясына әкеледі.

Феррит өнеркәсібінде темір оксидінің жанама өнімінің қолданылуына байланысты соңғы жылдары оксидке жоғары сапа талаптары қойылды. Темір оксидінің марганец, никель және мырыш оксидтерімен қатты фазалық реакциялары үшін маңызды меншікті бет, бастапқы бөлшектердің мөлшері және ағызу тығыздығы сияқты физикалық параметрлерден басқа, оксид қоспаларының деңгейі шешуші рөл атқарады. Сондықтан құрамында кремний, фосфор және хром, никель немесе мыс сияқты ауыр металл мөлшері өте аз ультра таза темір оксидін алу үшін алдын ала өңдеу процесі жасалды.

Процестің технологиялық кезеңдері:

бос қышқылдың мөлшерін азайту және ауыр металдарды сынықтардың көмегімен цементтеу.

аммиакты қосу арқылы рН арттыру.

темір гидроксиді және алюминийге дейін арнайы адсорбциялауға әкелетін Fe²⁺-нің Fe³⁺-ке дейін ішінара тотығуы.

гидроксид шөгіндісін алып тастау үшін сүзгілеу.

Қол жеткізілген экологиялық пайда:

Жаңа қышқыл шығынын азайту (12÷17,5 кг/т бастап 0,7÷0,9 кг/т дейін; HCl концентрациясы 33 %).

Сарқынды сулардың және шөгінділердің көлемін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері:

5.3-кестеде тұтыну және шығарындылар туралы мәліметтер келтірілген, бұл кесте HCl-ды бүрке отырып күйдіруге байланысты деректерді жинау негізінде кейінгі кезеңде жаңартылады.

5.3-кесте. HCl-ды бүрке отырып күйдіру кезіндегі атмосфераға шығарындылар (суықтай және ыстықтай илемдеу қондырғыларының біріктірілген деректері)

р/с №	Енгізу/тұтыну деңгейі
1	2		3	4
1	Пайдаланылған қышқыл	кг / т		0.7 - 0.9
2	Салқындатқыш су (дюйм)	м³ / т		0.07 - 0.09
3	Өнеркәсіптік + минералсызданған су	м³ / т		0.09 - 0.15
4	Энергия:
5	Электрлік	МДж / т		4 - 15
6	Жылулық (табиғи газ)	МДж / т		102 - 119
7	Шығарындылардың шығымы/деңгейі			Меншікті эмиссия
8	Қатты жанама өнім: Fe₂O₃	кг / т		5,1–5,4 (5,6 Сидмар)
9	Рециклденген қышқыл (20%)	кг / т		23 - 40
10	Салқындатқыш су (шығудағы)	м³ / т		0.07 - 0.09
11	Пайдаланылған газ	м³ / т		24 -38
12	Сарқынды сулар (төгінді)	м³ / т		0.04 - 0.07

Кросс-медиа әсерлер

Энергия мен суды қосымша тұтыну.

Атмосфераға шығарындылардың пайда болуы (жану өнімдері және қышқыл), мысалы, ылғалды скрубберлермен азайтылуы керек.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қағида бойынша, бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Пайдалану жағдайларына байланысты қышқылдың жоғары шығыны және пайда болған қалдықтардың мөлшері, сондай-ақ әдетте регенерация кезінде алынатын үнемдеу регенерация қондырғысына салынған инвестицияны ақтай алады. Алынған темір оксиді коммерциялық құндылыққа ие болады және оны тікелей нарықта сатуға болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Материалдарды пайдалану тиімділігін арттыру есебінен шығындарды азайту.

5.2.2.3. Псевдосұйылтылған қабаттағы тұз қышқылын регенерациялау

Сипаттау

Қалдық ерітінді псевдосұйылтылған қабаты бар реакторға беріледі, онда ол су буы мен оттегінің қатысуымен жоғары температурада тұз қышқылы мен темір оксидіне термиялық ыдырайды. Реактордан бөлінетін газдар салқындатылып, абсорберге жіберіледі, онда HCl шаятын ерітіндіге және тұщы суға сіңіріледі.

Техникалық сипаттама

Пайдаланылған тұздықты ерітіндінің термиялық ыдырауы процестің негізі болып табылады, ол жоғары температурада су буы мен оттегінің қатысуымен тұз қышқылы мен темір оксидіне айналады:

4 FeCl₂ + 4 H₂O + O₂ → 8 HCl ↑ + 2 Fe₂O₃ (1)

Пайдаланылған тұздықты ерітінді айырушы ыдысқа айдалады, содан соң Вентури контурында реактордан шыққан ыстық газдармен қойылтылады. Осы контурдан шыққан қойылтылған ерітіндінің бір бөлігі реактордың псевдосұйылтылған қабатына беріледі. Темір тотығының түйіршіктерінен тұратын псевдосұйылтылған қабатта темір, қышқыл және су 850 °C жуық температурада буланады және темір хлориді теңдеуге (1) сәйкес темір тотығына және тұзды газға айналады.

Псевдосұйылтылған қабатта темір тотығының түйіршіктерінің көбеюі мен жаңадан пайда болуын өлшемі 1÷2 мм және үйінділік тығыздығы 3,5 т/м³жуық тозаңсыз түйіршіктелген өнім алатындай деңгейде бақылайды. Түйіршіктелген өнім реактордың түбінен үздіксіз түсіріледі және дірілді салқындатқыш науа және дірілді спиральды конвейер арқылы оксидті сақтауға арналған бункерге тасымалданады.

Реактордан шығарылатын ыстық газдың құрамында тұзды газ, қызып кеткен бу, жану өнімдері және темір оксидінің аздаған тозаңы болады, ол циклондағы газдан бөлініп, псевдосұйылтылған қабатқа рециркуляцияланады.

Содан кейін бөлінетін газ Вентури скрубберінде шамамен 100°C температураға дейін салқындатылады. Шығарылатын ыстық газдардың жылу энергиясы пайдаланылған желіндіру ерітіндісін реакторға жібермес бұрын буландыру арқылы қойылту үшін қолданылады. Газ ағынындағы өте ұсақ тозаң бөлшектері тазалау арқылы жойылады.

Вентури скрубберінде салқындатылған газ ағыны абсорберге түседі, онда сутегі хлориді адиабаталық түрде желіндіру желісінен шыққан шаятын ерітіндіге және тұщы суға сіңіріледі. Осылайша алынған тұз қышқылының концентрациясы шамамен 18 %-ды құрайды. Ол желіндіру қондырғысында қайта өңделеді немесе сақтауға арналған резервуарда сақталады. Тазарту кезеңінен және тұман ұстағыштан өткеннен кейін бөлінетін газдың құрамында іс жүзінде тұз қышқылы болмайды және атмосфераға шығарылады.

Түйіршіктелген темір оксиді өнімі әртүрлі өнеркәсіп салаларында шикізат ретінде пайдаланылуы мүмкін. Аса маңызды нұсқалары - магниттік материалдар өндірісі (мысалы, қатты және жұмсақ ферриттер), жымдасқан бөлшектер мен дәнекерлеу электродтарын жасауға арналған темір ұнтағы, сондай-ақ магниттік таспаларды, абразивтерді, плиткаларды, әйнектерді, косметика мен пигменттерді өндіруге арналған қоспа болып табылады.

Псевдосұйылтылған қабаттағы тұз қышқылының сипатталған регенерациясы пайдаланылған тұз ерітіндісін темірдің кез келген концентрациясымен қайта өңдеуге мүмкіндік береді. Алдын ала концентрацияланған тұзды ерітіндідегі темірдің концентрациясы жоғары, 250 г/л дейін болса да, құбырлар бітелмейді. Сонымен қатар, жоғары тұнбалы (мысалы, жоғары кремнийлі болатты желіндіру) пайдаланылған желіндіру ерітіндісін инжекциялық жабдықтың арнайы құрылымының арқасында оңай жоюға болады.

Алынған қышқылдың құрамында Fe⁺мүлдем аз болатындықтан, алу тиімділігі 10 г/л Fe⁺дейін болуы мүмкін басқа регенерациялау процестеріне қарағанда 99 %-дан анағұрлым жоғары болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жаңа қышқылды тұтынуды азайту.

Сарқынды сулар мен шөгінділердің көлемін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

5.4-кестеде HCl алу үшін псевдосұйылтылған қабаты бар реакторды пайдаланатын қондырғыларға арналған деректер жинағында берілген шығарындылар туралы жиынтық деректер берілген.

5.4-кесте. Псевдосұйылтылған қабаты бар реакторды пайдаланатын HCl кәдеге жарату қондырғыларындағы атмосфераға шығарындылар

р/с №	Зат	Үш жылдық кезеңдегі концентрациялар (мг/Нм³)				Өлшемдер саны
р/с №	Зат	Орта	Медиандық	Мин.	Макс.	Өлшемдер саны
1	2	3	4	5	6	7
1	Тозаң	12.3	9.3	0.6	34.0	3/15
2	HCl	2.2	0.9	0.3	13.2	3/20
3	SO₂	6.7	5.3	1.4	18.6	1/8
4	NO_x	43.3	42.0	32.6	60.0	1/7

Кросс-медиа әсерлер

Энергия мен суды қосымша тұтыну.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қағида бойынша, бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ. Бұл әдіс Arcelormittal Atlantique et Lorraine (Франция), ILVA SPA IN AS (Италия) кәсіпорындарында пайдаланылады.

Экономика

Псевдосұйылтылған қабаты бар процесті қолдана отырып, заманауи желіндіру қондырғысының экономикалық тиімділігі келесі факторларға байланысты:

шикі қышқылды тұтыну;

шаятын суды және скрубберді пайдалану;

құрамында темірі жоқ мөлдір тұз қышқылын өндіру;

әр түрлі салаларда қолдануға болатын темір оксиді өндірісі.

Ендірудің қозғаушы күші

Қышқылдың азайтылған шығыны.

5.2.2.4. Аралас қышқылды (HNO₃ және HF) иондық алмасумен тотықсыздандыру

Сипаттау

Желіндіру ерітінділері қышқыл тазалайтын жанама қондырғының көмегімен өңделеді, онда желіндіру қышқылынан металл тұздарын селективті адсорбциялау үшін сүзгілер және ионалмастыру шайыры пайдаланылады. Тазарту қондырғысы қанықққан соң бос қышқыл сумен қайта жуу арқылы десорбцияланады және желіндіру процесіне қайтарылады.

Техникалық сипаттама

Тот баспайтын болатты қышқылмен желіндірген кезде металдар тұрақты түрде желіндіру ерітіндісінде ериді. Еріген металдар жоғары концентрацияға жеткенде, шлам түзу үшін тұздардың тұндырылуы сияқты техникалық проблемалар туындай бастайды. Мұндай проблеманы болдырмау үшін желіндіру ерітіндісін еріген металды (мысалы, темір, никель, хром және басқалары) бос желіндіру қышқылынан айыра алатын қасиеті бар арнайы шайырмен өңдейді. Тазарту қондырғысы қаныққаннан кейін бос қышқыл тұщы су ағынымен десорбцияланады және желіндіру процесіне қайтарылады.

Қол жеткен негізгі экологиялық пайда

Қалдықтар мөлшері мен жаңа қышқылды тұтынуды азайту.

Қолданылуы

Жаңа және қолданыстағы зауыттар.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны көп тұтыну.

Пайдалану деректері

р/с №	Енгізу/тұтыну деңгейі
1	2	3	4
1	Пайдаланылған аралас қышқыл	м³ / т	0.05 - 0.2
2	Салқындатқыш су	м³ / т	0.05 - 0.2
3	Энергия:
4	Электрлік	МДж / т	2 - 5
5	Шығарындылардың шығымы/деңгейі		Меншікті эмиссия
6	Тотықсыздандырылған аралас қышқыл	м³ / т	0.05 - 0.2
7	ВЧ тотықсыздандыру жылдамдығы:	%	75-85
8	Тегін HNO₃тотықсыздандыру жылдамдығы	%	80-85
9	Металды алу жылдамдығы:	%	50-55
10	Әлсіз қышқылды ерітіндісі бар металл	м³ / т	0.05 - 0.2

Экономика

Қышқылдар шығынын азайту арқылы үнемдеу.

Ендірудің қозғаушы күші

Қышқылды тұтынуды азайту.

5.2.2.5. Желдетілетін буларды\газдарды желдету және тазарту әдісімен ашық\жабық резервуарлардан қышқыл буларының эмиссияларын азайту

Сипаттау

Желіндіру процесінің әртүрлі жұмыс кезеңдері толығымен жабық жабдықта немесе қақпақтары бар жабдықта орындалады. Пайда болған қышқыл буы алынып, тазарту үшін газ тазартқыштар (абсорбциялық мұнаралар) арқылы өткізіледі. Қайта айналымды су, мысалы, жуғаннан кейінгі су абсорбент ретінде пайдаланылады. Шаятын судың ішінара ағыны бейтараптандыру қондырғысы арқылы шығарылуы керек.

Үздіксіз желіндіру болат жолақтарға, табақтарға немесе сымдарға арналған кіру және шығу саңылаулары шектеулі жабық контейнерлерде жүзеге асырылады. Желіндіру ыдысынан шыққан булар жойылады. Оларды кейіннен ластауыштардан тазарту үшін ылғалды тазарту арқылы өңдейді.

Техникалық сипаттама

Желіндіру ванналарынан атмосфераға шығарылатын шығарындыларды жою үшін әртүрлі конструкциялар мен техникалар пайдаланылады.

Экстракция құрылғысы нақты шығарындылар көзінен неғұрлым ашық және алысырақ болса, ұстау тиімділігі соғұрлым аз болады және шығарындыларды ұстаудың қолайлы тиімділігіне қол жеткізу үшін алынатын көлем де соғұрлым көп болады. Шатыр мен қабырғаға арналған сору жүйелерін орнату оңай және арзанырақ, бірақ үлкен ауа ағындарын алу үшін үлкен желдеткіштер мен шығарындыларды азайту құрылғылары қажет. Сонымен қатар, ғимарат пен шатырдың өзі қышқылды шығарындылардың қақпағы ретінде әрекет етеді және сәйкесінше тоза бастайды. Сондай-ақ, желіндіру бактарының жанында немесе ғимаратта орналасқан крандар мен көтергіштер сияқты кез келген жабдық тез коррозияға ұшырайды.

Шығыңқы жерлерін кетіру және бүйірлік қалпақтар тек желіндіру резервуарының аймағынан ғана соруға арналған, сондықтан алынатын көлемді ағындар анағұрлым аз болады.

Ылғалды тазарту жүйелері қышқыл газдарды, ауадағы қатты бөлшектерді немесе бөлінетін газдардан буды кетіру үшін қолданылады.

Ылғалды тазарту қағидаты - газды немесе сұйықтықты жақын газбен тазарту ортасында сіңіру, сұйықтықпен жанасу. Абсорбциялық жүйелерде сулы немесе сулы емес сұйық фаза болуы мүмкін. Тиісті реагенттерді таңдау газ ағынынан шығарылатын ластағыш заттың қасиеттеріне байланысты.

Су хлорлы сутегі мен фторлы сутегі сияқты еритін қышқыл газдарды сіңіруге және аммиакты сіңіруге жарамды. Сілтілік ерітінділер күкірт диоксиді, күкіртсутек және хлор сияқты аз еритін қышқыл газдарды сіңіруге жарамды.

Газ абсорбері масса алмасу жүретін сұйықтық/беттік ауданы үлкен газ шекарасын қажет етеді. Бұл әдетте сұйықтық сіңірілген орауыш материалдармен немесе тамшылармен/көпіршіктермен жасалады. Абсорбердің конструкциясы сонымен қатар масса тасымалдаудың жоғары қозғаушы күшін сақтау үшін сұйықтық абсорбентін жаңартуға арналған құралмен қамтамасыз етуі керек.

Қол жеткен негізгі экологиялық пайда:

Атмосфераға шығарындылардың, әсіресе ұшпа қышқыл булардың төмендеуі. Тозаңның, қышқылдардың (HCl, HF, H₂SO₄) және SO₂ шығарындыларын азайту.

Қолданылуы

Жаңа зауыттар мен қолданыстағы зауыттар.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынудың жоғарылауы.

Технологиялық процесте, мысалы, HCl регенерациялау үшін шаятын су ретінде пайдаланылуы мүмкін қышқыл сарқынды сулардың түзілуі немесе (химиялық заттарды тұтынудан және суды тазарту үшін тұнбаның пайда болуынан пайда болатын) суды кейіннен өңдеу арқылы бейтараптандыруды қажет етеді.

Пайдалану деректері

HCl желіндіру

5.5-кестеде желіндіруге арналған жабық ыдыстары бар үздіксіз желіндіру қондырғыларының HCl шығарындылары біріктірілген. Осы қондырғылар үшін қышқылды ваннаның температурасы 70 °C бастап 87 °C дейін өзгереді, ал пайдаланылған газдардың шығыны 7 658 Нм³/с бастап 42 909 Нм³/с дейінгі көлемді құрайды.

5.5-кесте. Үздіксіз желіндіру кезіндегі HCl шығарындыларының концентрациясы

р/с №	Зат	3 жылдық кезеңде тіркелген концентрациялар - (мг/нм3)					Зауыттар саны/өлшемдер саны
р/с №	Зат	Орта	Медиандық	90-ыншы процетиль	Мин.	Макс.	Зауыттар саны/өлшемдер саны
1	2	3	4	5	6	7	8
1	HCl	3.3	1.3	6.2	0.3	27.8	5/37

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.2.6. Кейінгі тұман ұстағышы (демистер) бар ылғалды скруббер

Сипаттау

Демистерлер (тамшы сепараторы немесе тұманұстағыштар) газ ағынындағы сұйықтық тамшыларын ұстайтын сүзгілегіш құрылғыны білдіреді. Олар үлкен меншікті беті бар металл, пластик немесе талшық құрылымынан тұрады. Өз импульсінің нәтижесінде газ ағынында болатын кішкентай тамшылар сүзгі құрылымына соғылып, үлкен тамшыларға біріктіріледі. Тұман ұстағыштардың негізгі түрлері торлы, талшықты және экранды тұман ұстағыштар болып табылады, оларды жеке жабдықты бір бірлігі ретінде немесе басқа жабдық бірлігінің бөлігі ретінде, яғни, ылғалды скруббер ретінде пайдалануға болады.

Техникалық сипаттама

Ылғалды тазарту жүйелері пайдаланылған газдардан қышқыл газдарды, аэрозольдерді немесе буларды кетіру үшін қолданылады. Ылғалды тазалау қағидаты газды немесе сұйықтықты скруббер ортасында тығыз газ-сұйықтықпен жанасу арқылы абсорбциялау болып табылады. Абсорбциялық жүйелерде сулы және сулы емес сұйық фазалар болуы мүмкін. Тиісті реагенттерді таңдау газ ағынынан шығарылатын ластағыш заттардың қасиеттеріне байланысты. Су хлорлы сутегі мен фторлы сутегі сияқты еритін қышқыл газдарды сіңіруге және аммиакты сіңіруге жарамды. Сілтілік ерітінділер күкірт диоксиді, күкіртсутек және хлор сияқты аз еритін қышқыл газдарды сіңіруге жарамды.

Газ сіңіргіш масса алмасу жүретін сұйықтық/беттік ауданы үлкен газ бөлінуін қажет етеді. Бұл әдетте сұйықтық сіңірілген орауыш материалдармен немесе тамшылармен/көпіршіктермен жасалады. Абсорбердің конструкциясы сонымен қатар масса тасымалдаудың жоғары қозғаушы күшін сақтау үшін сұйықтық абсорбентін жаңартуға арналған құралмен қамтамасыз етуі керек. Газ абсорбциясы жылдамдықты процесс болып табылады, сондықтан концентрация градиенті (реакцияның қозғаушы күші) және сұйық және газ тәрізді фазалар арасындағы байланыс бетінің ауданы құрылымның шешуші параметрлері болып табылады. Бетінің ауданы толтырғыш материалмен немесе тамшылардың мөлшерімен анықталады. Газ бен сұйықтық ағынының жылдамдығы және абсорбердегі қысымның төмендеуі қозғаушы күшке, тиімділікке және кейбір жағдайларда бетінің ауданына (тамшы түзілуі) әсер етеді.

Су әдетте саптамалы қабаттың жоғарғы жағына беріледі және саптаманың үстімен ағып өтіп, ауырлық күшінің әсерінен төмен қарай ағып кетеді, ал пайдаланылған газ скруббердің түбіне келіп түседі, қабат арқылы жоғары қарай көтеріліп, сумен жуылады. Мұндай қарсы ағынды конструкцияда ең ластанған газ скруббердің төменгі жағындағы ең ластанған сумен жанасады, ал ең таза газ скруббердің жоғарғы жағындағы ең таза сумен жанасады. Сұйықтық пен газ ағындары тікелей ағынды немесе тоғыспалы ағынды болуы мүмкін басқа құрылымдар да кездеседі.

Біркелкі ағынды және ауа мен судың жақсы контактісін алу үшін су саптамалы қабаттың жоғарғы жағына біркелкі жайылуы керек. Бұл әдетте бүріккіш саптамалармен жабдықталған тарату коллекторының көмегімен жасалады. Сонымен қатар, газдың бүкіл қабат арқылы өтуін қамтамасыз ету үшін толтырма толтырманың тіреуімен тіреледі. Толтырманың бұл тіреуі қысымның тым түсіп кетуін болдырмай ауа мен суды өткізуі үшін жеткілікті деңгейде ашық болуы және оның үстіне толтырманы лас болғанда және дымқыл болғанда ұстап тұру үшін жеткілікті деңгейде берік болуы керек.

Саптамалы скрубберлердің кемшілігі толтырманың дұрыс жұмыс істеуі үшін салыстырмалы түрде көп су шығыны - минутына ауаның 20 000 текше фут ауаға (1,34 л/м³с тең келеді) шамамен минутына 200 галлон су қажет болады. Осылайша, тұщы суды пайдаланудың орнына, саптамалы скрубберлердің көпшілігінде суды скруббердің түбінен саптаманың жоғарғы жағына айдайтын рециркуляциялық сорғылар болады. Газ ағынынан кетірілген қышқылды кетіру үшін аздаған үздіксіз су ағынын скрубберге жіберу қажет.

Кемшіліктері:

сорғы техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді;

саптаманың жоғарғы жағындағы су ластанады, сондықтан қарсы ағынның артықшылықтары қолданылмайды;

судағы кез келген кір қайтадан толтырмаға айдалады, онда ол бөлініп, тарату коллекторын немесе толтырманы бітеп тастауы мүмкін.

Солай болса да, пластинкалы скрубберлермен салыстырғанда, саптамалы скрубберлер үлкен көлемді жақсы жылдамдықпен өңдеуге мүмкіндік береді.

Саптамалы қабаттың тереңдігін арттыру арқылы саптамалы скрубберлерде жоғары тазалау тиімділігіне қол жеткізуге болады.

Саптамалы скрубберлердің артықшылығы:

конструкциясы қарапайым;

газ шығындарының кең диапазонында жұмыс істеу мүмкіндігі.

Алайда, саптамалы скруббердің жұмысын ең тиімді деңгейде ұстау үшін циркуляциялық сорғының жұмысын қамтамасыз ету, саптамаға судың тұрақты таралуын қамтамасыз ету және саптаманы таза ұстау үшін айтарлықтай техникалық қызмет көрсету қажет. Кәдімгі саптамалы скруббер - ауа жоғары қарай ағып, су төмен қарай ағып жатқан тік мұнараны білдіреді. Мұның тағы бір нұсқасы көлденең ағынды скруббер болып табылады. Көлденең ағынды скрубберде пайдаланылған газ саптама арқылы көлденең өтеді, ал сұйықтық ә бөлінетін газ ағыны арқылы төмен қарай ағып тұрады. Базалық қондырғы кәдімгі саптамалы скрубберлермен бірдей, бірақ толтырманы ылғалды күйде ұстау үшін алдыңғы қондырғыдағыдай циркуляциялық сорғы қажет болады.

Көлденең ағынды скруббердің артықшылығы: оның үстіңгі жағына көп орын қажет емес, ал ауаөткізгіш тік скрубберге қарағанда әдетте қарапайым әрі арзандау болады. Дегенмен, көлденең ағынды скрубберлер еритін газдарды кетіру кезінде тік қарсы ағынға қарағанда тиімдірек. Көлденең ағынды скруббердің жетілдірілген түрі пластиналы скрубберді көп сатылы тазалауды имитациялайды. Бұл нұсқада қатарынан бірнеше қапталған толтырма болады. Әрбір қатарда жеке су немесе су айналым жүйесі болады және кездейсоқ емес, құрылымдық саптама пайдаланылуы мүмкін. Скруббердің бұл жетілдірілген түрі қысымның айтарлықтай жоғары айырмашылығына ие болады және қазіргі уақытта желіндіру үшін пайдаланылмайды. Кездейсоқ саптамалы тоғыспалы агрегаттар кеңінен пайдаланылады.

Абсорбциялау тиімділігін абсорберге көбірек пластиналар қосу (бағанның биіктігін арттыру) және сұйықтық ағынының жылдамдығын арттыру арқылы жоғарылатуға болады.

Пластиналық скрубберлер қарапайым болады және қозғалмалы бөліктері болмайды, бірақ пластиналарын туралау және тұрақты ауа ағынын қамтамасыз ету үшін мұқият орнатуды қажет етеді. Олардың тез бітеліп қалуы және қақ жинауы мүмкін және көбік түзетін сұйықтықтарға жарамайды.

Пластиналық скрубберлердің артықшылығы техникалық қызмет жасауға қойылатын талаптары төмен және суы тік ағынды болады, мұның өзі желіндіру резервуарында қайта пайдалану үшін беріктігі жоғары ерітінділерді дайындау кезінде пайдалы болады.

Скрубберлердің басты элементі, жоғарыда көрсетілгендей, тұман ұстағыш болып табылады (әкетінді сепараторы, тамшы ұстағыш). Бұл құрылғы скрубберден шығатын ауада су тамшылары болмайтынына кепілдік береді.

Барлық демистерлердің қағидаты бірдей. Сұйықтық тамшыларының инерциясы тамшылардың канал немесе лабиринт арқылы жүктелген ауаның бағытын біршама өзгерте отырып бағыттап, тасушы газ ағынынан бөлінуіне мүмкіндік береді. Су тамшылары мәжбүрлі түрде қатты беткейге соғылады, онда олар ауамен алып кетуге салмағы ауыр болатын ірі тамшыларға айналады.

Тұман ұстағыштың екі негізгі түрі болады: тоқылған тор және шеврондық арақабырға.

Тоқылған тормен жұмыс істеу және орнату оңай, ол суды жұқа пластик талшықтарға агломерациялау арқылы айырады. Оның кемшілігі – ол суға қоса тозаңды да кетіруге бейім, ал жұқа пластик талшықтар уақыт өте келе тозады. Ақыр соңында, 3-5 жылдан кейін жиналған тозаң мен талшықтардың қалдықтары тамшы ұстағышты бітеп тастайды және оны ауыстыру қажет болады.

Шеврондық типті демистер қатарлас S-тәрізді қалақшалардан тұрады, осы қалақшалардан газ өтеді – су қалақшалардың беткейіне соғылып, жойылады. Тұман ұстағыштың осы түрі қоқыстанбайды және қолданылу мерзімі іс жүзінде шектеусіз болады.

Тұман ұстағыштың екі түрі де ылғалды скрубберлерде жиналатын 99,99 % көп тамшыны кетіреді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң, қышқыл (HCl, HF, H₂SO₄) және SO₂ шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия көп тұтынылады.

Процесте, мысалы, HCl-ды регенерациялау үшін шаятын су ретінде қайта пайдалануға болатын қышқыл сарқынды суларды өндіру, не суды бейтараптандыруды (химикаттарды тұтынуға және су дайындау шламының жиналуына байланысты), содан кейін оны тазартуды, не сыртқа шығарып төгуді қажет етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Бұл әдісті қолдануға ешқандай техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Желіндіру ваннасынан шыққан қышқыл буларды жинау/тазалау.

Жұмыс орнындағы қызметкерлерге қышқыл түтіндерінің ықтимал әсерін азайту.

5.2.2.7. Суықтай илемдеу кезіндегі энергия-қуат параметрлерін оңтайландыру

Сипаттау

Технологиялық майлау материалдары илемдеудің нақты жағдайларына және олардың оңтайлы шығысына байланысты мұқият таңдалады. Майлай суытатын сұйық (МСС) және Сулы-майлы қоспа (СМҚ) беру жүйесі деформация ошағындағы үйкелісті азайтуға және энергия жүктемелерін азайтуға арналған.

Техникалық сипаттама

Технологиялық илемдеу майлары, эмульсиялар (қажетті концентрациядағы су қосылған май қоспасы) әр қапастың алдындағы жолаққа немесе майлауға және салқындатуға арналған жұмыс немесе тірек білікпелеріне тікелей беріледі (қажет болғанда). Суықтай илемдеу кезінде технологиялық майды дұрыс таңдау өте маңызды – технологиялық май майсыздандыру\тазарту желілеріндегі жолақ бетінен оңай алынып тасталуы керек, қажетті энергия-қуат параметрлерімен және жолақ бетінің сапасымен қамтамасыз етуі керек, сонымен қатар технологиялық май оның оңтайлы шығынын қамтамасыз ететін қасиеттерге ие болуы керек – суықтай илемдеу орнағының әрқайсысының нақты параметрлері эмульсияның белгілі бір тұрақтылығын және оның дисперсиялығын қажет етеді. Эмульсияның мерзімінен бұрын жойылуын болдырмау үшін эмульсияның сапасына орнақтың тоқтап қалу ұзақтығы (эмульсияның тұрақтылығы, бактериялардың пайда болуы) әсер етпеуі керек. Қазіргі уақытта технологиялық майлауды жеткізуші мен тұтынушы орнақтардағы нақты жұмыс жағдайларына арналған технологиялық майдың сипаттамаларын бірлесіп әзірлеп жатыр. Егер ыстықтай илемделген жолақты майлау желіндіруден кейін қарастырылса, онда бұл май илемдеу орнағының эмульсиялық жүйесіне бейімделуі керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Май шығынын азайту.

Пайдаланылған эмульсияны кәдеге жаратуды азайту.

Илемдеу жүктемесін азайту арқылы энергия тұтынуды азайту.

Білікпелердің тозуы азаяды (әсіресе жолақтың шеттерінде), бұл жұмыс білікпелерінің қызмет ету мерзімінің ұлғаюына және тегістеу шламының азаюына әкеледі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Кросс-медиа әсерлер

Сумен жабдықтау жүйесінің илемдеуге арналған майлау материалдарымен ластануы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жаңа және қолданыстағы зауыттар. Қағида бойынша, бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Орнақтың анағұрлым жоғары өнімділігі.

5.2.2.8. Майсыздандыру ванналарының каскадтарын енгізу

Сипаттау

Майсыздандыру екі немесе одан да көп кезеңде дәйекті түрде жүргізіледі, бұл ретте майсыздандыру ерітіндісінің ағыны бастапқы шикізат ағынына қарсы бағытталады.

Техникалық сипаттама

Майсыздандыру кезеңі дайын күйдірілген жолақтың сапасы үшін маңызды, өйткені май қалдықтарының немесе эмульсияның аз мөлшері жолақтың беткі түсінің өзгеруіне және соңғы өнімнің сапасының төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Майсыздандыру және жабындау алдында майсыздандыру операциясы суықтай илемдеуден кейін жолақта қалған май қалдықтары мен ұсақ темір бөлшектерін кетіреді. Әдетте, жолақты кішірейту үшін оны алдын-ала майсыздандыру, щеткамен тазалау, электролиттік майсыздандыру, жуу және кептіру сияқты бірнеше қадамдар жасайды. Осы процестердің соңында жолақты қайтадан орамға орайды. Электролит ерітінділерін қайта пайдалану өңделетін сұйықтықтың жалпы шығынын азайтады. Бұл әдетте электролиттік бөлімде қолданылатын жаңа электролит алдыңғы тазалау және алдын ала майсыздандыру бөлімдерінде қайта қолданылатын ванна каскадтарының көмегімен орындалады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Пайдаланылған майсыздандыру ерітіндісінің түзілуін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Кросс-медиа әсерлер

Шығарылатын өнімнің сапасын арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қағида бойынша, бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Материалдарды пайдалану тиімділігін арттыру есебінен шығындарды азайту.

5.2.2.9. Ыстық сумен алдын ала майсыздандыру

Сипаттау

Алдын ала майсыздандыру дайын жолақ бұйымының бетінен май мен темір тозаңының қалдықтарын кетіру үшін ыстық суды қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Техникалық сипаттама

Ыстық сумен алдын ала майсыздандыру — бұл майлы қалдықтардың көп бөлігін кетіру үшін қолданылатын алдын-ала өңдеу кезеңі, осылайша майсыздандыру арқылы соданы қолдану азайтылады. Бұл әдіс жасыту пешіне болат келіп түспей тұрып, болаттың бетінде өңдеудің алдыңғы кезеңдерінде пайда болған май қалдықтары мен темір тозаңының бөлшектерін алып тастаудан тұрады. Шынында да, май немесе темір тозаңы пештің жұмысына және пештің білікпелеріне кері әсер етуі мүмкін. Бұл илемдеу сапасының күрделі ақауларына әкелуі мүмкін, мысалы, пеш білікпелеріне жабысып қалуы мүмкін.

Әдетте ыстық сумен майсыздандыру 60 °C-дан 80 °C-ға дейінгі температурада жүзеге асырылады.

Суды, мысалы, бойлерде, үздіксіз жасыту пештерінің бөлінетін газдарын пайдаланып қыздыруға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ақпарат ұсынылған жоқ.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қалдық майдың шамамен 99 % жойылады.

Кросс-медиа әсерлер

Өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қағида бойынша, бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.2.2.10. Суықтай илемдеуде қолданылатын эмульсияны тазарту тәжірибесін қолдану

Сипаттау

Илемдеу эмульсиясын ластайтын қатты бөлшектер (мысалы, тозаң, болат ұнтақ және отқақ) эмульсияның сапасын сақтап тұру үшін (әдетте сүзгілеумен және/немесе магниттік сеперациямен біріктірілген тұндыруға негізделген) тазарту контурында жойылады, ал өңделген илемдеу эмульсиясы қайта пайдаланылады. Қайта пайдалану дәрежесі эмульсиядағы қоспалармен шектеледі.

Техникалық сипаттама

Суықтай илемдеу кезінде майлау жұмыс білікпелерінің тозуын азайта отырып және жолақтың соңғы бетінің жақсы сапасына қол жеткізе отырып, жолақ пен жұмыс білікпесі арасындағы үйкелісті азайтуда маңызды рөл атқарады. Эмульсиялар майлау материалы және салқындатқыш сұйықтық ретінде жақсы сипаттамаларына байланысты кеңінен қолданылады. Олар жоғары жылдамдықты илемдеу жағдайында жақсы майлау қасиетімен де, сол сияқты салқындату қасиетімен де қамтамасыз етеді. Жолақ бетінің ақауы илемдеу процесінде басты проблема болып табылады. Суықтай илемдеуден кейінгі жолақ бетінің сапасының төмендігі күйдіру, мырыштау және бояу сияқты кейінгі процестерге айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Осылайша, эмульсияның майлау қасиеттерінің әсері илемдеу кезінде беткі ақаулардың пайда болу механизмінде аса маңызды.

Суықтай илемделген жолақ бетіндегі ең көп таралған ақаулар: "ізтаңбалар", "ластанған дақтар", "қыздыру зақымданулары", "сызаттар", "планшеттік ақаулары", бұл ақаулардың бір бөлігі білікпе бетінің ақауларынан немесе технологиялық майлау қасиеттерінен туындауы мүмкін.

Эмульсияның сипаттамалары мен сапасы өнімнің қажетті сапасына қол жеткізу және техникалық талаптарға сай болу үшін беткі ақаулардың алдын алуға қатты әсер етеді. Бұл эмульсияны таңдау және дайындау үшін негіз болып табылады және рециркуляцияланған эмульсияны қайта пайдалану кезінде де ескерілуі керек.

Ыдырауы және қоспалар илемдеу эмульсияларының өнімділігін төмендетеді. Уақыт өте келе эмульсия илемдеу процесінде механикалық және термиялық әсерлердің әсерінен жойылады және/немесе темірдің ұсақ шай-ларымен, микроорганизмдердің болуымен, алдын ала тазарту желілерінен алынған қышқылмен немесе технологиялық процесте пайдаланылатын майлармен немесе илемдеу орнағының басқа бөліктерімен ластанады.

Химиялық реакциялар нәтижесінде эмульсия қасиеттерінің нашарлауы және суықтай илемдеу кезінде температуралық әсер ету илемделетін жолақтардың бетінде ақаулардың пайда болуына әкелуі мүмкін, илемдеу процесінің тұрақтылығын қамтамасыз етуге эмульсияның тұрақтылығы, оның майлау қасиеті және ондағы ластану мөлшері үлкен дәрежеде әсер етеді. Эмульсияның химиялық (тотығу) ыдырауы нәтижесінде илемдеу кезінде жолақта май пленкасының бұзылуы орын алуы мүмкін және нәтижесінде илемдеудің энергия қуатының параметрлерінің жоғарылауына және илемдеу бетінің сапасының нашарлауына әкеледі. Мысалы, технологиялық майлау (эмульсия) қасиеттерінің нашарлаған кезде және май үлдірі бұзылған кезде деформация ошағында жұмыс білікпесі мен жолақтың бетін микродәнекерлеу әсері болуы мүмкін, нәтижесінде "қыздыру зақымданулары" ақауы және жолақтың планшеттігінің бұзылуы (оның пішінінің бұзылуы) пайда болады. Білікпелердің ізтаңбалары екі түрлі болуы мүмкін: жолақтағы қуыс немесе ойық түрінде немесе жолақтың ізтаңба түскен жерінде қалыңдауы түрінде. Бірінші түрі металл бөлшектер жұмыс білікпелеріне жабысып қалған кезде пайда болады, ал екінші түрі білікпенің бетінен ұнтақ төгілуінің нәтижесінде пайда болады.

Операторлар таза майды (тот баспайтын болат өндірісінде) немесе эмульсияны (көміртекті болат өндірісі жағдайында) пайдалануды барынша азайтуға тырысады. Бұған, атап айтқанда, ластағыш заттарды кетіру және майды/эмульсияны рециркуляциялау арқылы қол жеткізіледі. Дегенмен, май/эмульсия сапасы біртіндеп төмендеген сайын, сапаны сақтау және өнімге қойылатын талаптарға жету үшін толық немесе ішінара ауыстыру қажет болады.

Сапа талаптары илемдеу эмульсиясын рециркуляциялауға мүмкіндік беретін кезде, илемдеу эмульсиясын ластайтын қатты заттар (мысалы, тозаң, болат ұнтақ және отқақ) эмульсия сапасын сақтау үшін (әдетте сүзу және/немесе магниттік сепациямен бірге тұндыруға негізделген) тазалау контурында жойылады және өңделген илемдеу эмульсиясы тазартылады және қайта пайдаланылады. Қайта пайдалану дәрежесі эмульсиядағы қоспалармен шектеледі. Шынында да, илектеу эмульсиялары өнімнің сапасына әсер етеді, сондықтан қолданар алдында өнімнің сапасына қойылатын талаптарды тексеріп, рециркуляцияның қажетті деңгейімен қамтамасыз ету қажет. Әйтпесе, сапасыз илемдеу эмульсиясы беткі ақауларға әкелуі мүмкін (мысалы, жылу сызаттары немесе материалдың алдын-ала ойластырылмаған ойықтары).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суықтай илемдеу үшін жаңа эмульсия шығынын азайту.

Сарқынды сулардың көлемін азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Өнімнің техникалық сипаттамаларына байланысты қолданылу мүмкіндігі шектеулі болуы мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Материалдық тиімділік.

5.2.2.11. Жасыту пештеріне арналған регенеративтік немесе рекуперативтік-тотықсыздағыш жанарғылар

Сипаттау

Жасытуға арналған пештер жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыруға арналған регенеративтік жанарғылармен жабдықталады.

Техникалық сипаттама

Рекуперативтік жанарғыларда кейіннен жағуға арналған ауаны қыздыру үшін пайдаланылатын бөлінетін газдардан тікелей жылу алу үшін әртүрлі типтегі (мысалы, радиациялық, конвекциялық, ықшамды конструкциялы немесе сәулелі түтіктері бар жылу алмастырғыштар) пайдаланылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Отын/энергия шығынын азайту.

Бөлінетін газ көлемін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Үздіксіз жасыту

Рекуператорлармен немесе рекуперативтік жанарғылармен жабдықталған 8 қондырғының базасында қара металды одан әрі қайта өңдеу деректерін жинау кезінде бақыланған энергия тұтыну мәндері 657 МДж/т бастап 1422 МДж/т дейін, орташа мәні 984 МДж/т дейін өзгерді.

Мерзімді жасыту

Рекуператорлармен немесе рекуперативтік жанарғылармен жабдықталған 11 қондырғының базасында қара металды одан әрі қайта өңдеу деректерін жинау кезінде бақыланған энергия тұтыну мәндері 583 МДж/т бастап 1724 МДж/т дейін, орташа мәні 882 МДж/т дейін өзгерді.

Кросс-медиа әсерлер

Отын шығынын азайту SO₂ және CO₂шығарындыларына оң әсер етеді.

Жабдықтың орташа істен шығуын/жөндеуаралық жүрісін (істен шығу арасындағы орташа уақыт) ықтимал ұлғайта отырып, техникалық қызмет көрсетудің жоғары деңгейі.

NO_X (концентрация) шығарындылардың ықтимал жоғарылауы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолданыстағы пештерге енгізу қиын болуы мүмкін, өйткені бір жиынтықтың екі жанарғысы бір-біріне қарама-қарсы орнатылуы керек. Бұл пештің қысымына әсер етеді, сондықтан пештің қысымын реттеудің жаңа жүйесі /моделі қажет.

Регенеративтік жүйелердің кемшілігі олардың тозаңға сезімталдығы болып табылады. Егер қыздыру процесінде тозаңның едәуір мөлшері пайда болса, регенератордағы керамикалық толтырғыштардың өткізгіштігі қатты төмендейді, сондықтан пломбаларды ауыстыру керек болады. Сірә, бұл болат құю зауыттарындағы қайта қыздыру пештеріндегі болмашы проблема сыңайлы.

Регенеративтік жанарғылар әдетте кәдімгі жанарғыларға қарағанда үлкенірек болады. Осылайша, шектеулі кеңістік жұмыс істеп тұрған қондырғыларға регенеративтік жанарғыларды орнатуға кедергі болуы мүмкін. Осы уақытқа дейін шатыр жанарғылары (пештің тұндырғыш күмбезіндегі жанарғы/күмбезді жанарғы) үшін регенеративтік жүйелерді пайдалану мүмкіндігі болған жоқ.

Регенеративтік жүйе процестің технологиялық схемасына (өндірістік жабдықты орналастыруға) байланысты қайта қыздыру пешінің ұзындығы шектелуі тиіс жағдайларда жаңа қайта қыздыру пештерін салу кезінде қарастырылуы мүмкін. Сол сияқты, қолданыстағы пештің өнімділігін пештің ұзындығын арттырмай регенеративтік жүйені орнату арқылы арттыруға болады (мұның өзі көп жағдайда бекітілген ерекшелік болып табылады).

Экономика

Жоғары инвестициялық шығындар (регенеративтік жүйе, қымбатырақ жанарғылар) пештің ұзындығын қысқарту (жаңа қондырғы) және отын тиімділігін арттырудың артықшылықтарымен өтелуі мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру.

Зауыттардың мысалдары

Ұлыбританиядағы әртүрлі өлшемді (диаметрі 200 мм дейін және ұзындығы 15 м) жұмсақ болаттан жасалған құбырларды суық температурадан 1050 °C-ға дейін қыздыруға арналған арқалықты пешті пайдаланатын зауыт өзінің күйдіру жүйесін регенеративтік жанарғыларға ауыстырды. Табиғи газбен жұмыс істейтін 44 бүріккішті ескі жанарғылар 12 жұп регенеративтік жанарғыларға ауыстырылды. Сонымен қатар шатырдың профилі аймақтарды бақылауды және ыстық газдың айналымын жақсарту үшін өзгертілді. Қондырғыны модификациялау нәтижесінде меншікті энергия тұтыну әдеттегі 3,55 ГДж/т-дан 1,7 ГДж/т-ға дейін төмендеді, мұның өзі отынды 52 % үнемдеуге мүмкіндік берді. Өндірімділік әлеуеті 14 % - ға артты. Өтелімділік мерзімі үш жылдан аз болды.

5.2.2.12. Илемдеу кезінде шығарындылар көзіне мүмкіндігінше жақын жердегі ауаны жинау

Сипаттау

Илемдеу кезінде шығарындылар, мысалы сорып шығарудың көмегімен жиналады. Бөлінетін газдар демистердің және/немесе майлы тұман сепараторының көмегімен өңделеді.

Техникалық сипаттама

Илемдеу эмульсиясы немесе илемдеу майының булары орнақ қапастарынан шығарылып, тазалау үшін майлы тұман сепараторы арқылы өткізіледі.

Шығарылатын ауа ағынынан майды айыруға арналған тойтарушы қондырмасы және тойтарушы пластинасы немесе торлы төсемі бар сүзгілер, ал кейбір жағдайларда электрсүзгілер пайдаланылады.

Демистерлер - газ ағынындағы сұйықтық тамшыларын ұстайтын сүзгілегіш құрылғыны білдіреді. Олар жоғары меншікті беті бар металл немесе пластикалық сымдардан тоқылған құрылымнан тұрады. Өз импульсінің нәтижесінде газ ағынында болатын кішкентай тамшылар сымдарға соғылып, үлкен тамшыларға біріктіріледі.

Бөлінген эмульсияны/майды эмульсия-май жүйесіне қайтаруға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Эмульсияның булануын азайту, ПІК> 90 %.

Суықтай илемдеу кезінде май тұманының шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жалпы алғанда, ұшпа органикалық қосылыстардың шығарындылары жылына орта есеппен 10 мг/Нм³ аз болуы мүмкін. 5.6-кестеде тандемдік және реверсивтік орнақтарға арналған ұшпа органикалық қосылыстардың шығарындылары туралы мәліметтер жинақталған. Қара металды қайта өңдеу кезінде деректерді жинау шеңберінде екі зауыт ұсынған шығарындылар туралы мәліметтерге сүйене отырып, ҰОҚ шығарындылары орташа мәні 5,4 мг/Нм³ болғанда 2,3 мг/нм³ бастап 9,4 мг/нм³ дейінгі диапазонда болды.

Бұл мәндерге Arcelormittal Atlantique et Lorraine (Франция), U.S.Steel Košice, s.r.o (Словакия) зауыттары қол жеткізді.

5.6-кесте. Тандемдік және реверсивтік орнақтардағы ұшпа органикалық қосылыстар шығарындыларының концентрациясы.

р/с №	Зат	Үш жылдық кезеңдегі концентрациялар (мг/Нм³)				Өлшем саны
р/с №	Зат	Орта	Медиандық	Мин.	Макс.	Өлшем саны
11	2	3	4	5	6	7
1	Реверсивтік орнақтар
2	ҰОҚ	4,0	3,5	0,1	10,2	5/20
3	Тандемдік орнақтар
4	ҰОҚ	4,8	5,1	0,2	12,3	4/27

Кросс-медиа әсерлер

Сепараторлардан шығарылған майды рециркуляциялауға болады, дегенмен кейбір жағдайларда эмульсиялық сүзгілерден шыққан май сапасының төмен болуына байланысты (бактериялар) қайтарылмауы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қағида бойынша, бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Майлы тұман шығарындыларын азайту.

5.2.2.13. Майсыздандыру ерітіндісін тазалау және қайта пайдалану

Сипаттау

Физикалық өңдеу әдістері (мысалы, магниттік сепарация, май айыру, микро- немесе ультрасүзгілеу) қайта пайдалануға арналған майсыздандыру ерітіндісін тазарту үшін қолданылады.

Техникалық сипаттама

Қағида бойынша, таза суды жолақтың қозғалыс бағытына қарсы қосады. Тұщы судың мөлшері электролиттік тазарту секциясына минималды төгілуін қамтамасыз ету үшін электролиттік тазарту секциясынан кейін ағынды тазарту кезінде булану салдарынан шығындалған судың орнын толтыру үшін қосылады. Осылайша, осы тұщы су рециркуляцияның екі тізбегіне (сілтілі және электролиттік майсыздандыру) қосылады. Айналымдағы майсыздандыру ерітіндісінің шамамен 25 %-ы жеке ағынмен өңделеді, мысалы, магниттік сепарация, майды айыру, микро немесе ультрасүзгілеу арқылы өңделеді. Бұл ағынның бір бөлігі мерзімді түрде сарқынды суларды тазарту қондырғысына жіберіледі. Магниттік сепаратордың өзектері робот-скруббердің көмегімен тазартылады. Темірдің жиналған ұсақ фракциясы бөлек жиналады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сілтілік химиялық заттарды тұтынуды азайту.

Су тазарту құрылыстарындағы су мен тұнба көлемінің азаюы.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

68 т/с өнім шығымы үшін 5 м³/с су шығыны қажет болады.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия тұтыну.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қағида бойынша, бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ. Мұндай техникалар Voestalpine Stahl GmbH / Voestalpine Grobblech GmbH, Segal, ArcelorMittal Belgium, ArcelorMittal España, S.A, Tata Steel IJmuiden, ArcelorMittal Bremen GmbH, Thyssenkrupp Steel Europe AG, Installation No (Германия) кәсіпорындарында пайдаланылады.

Экономика

Жоғары инвестициялық және пайдалану шығындары.

Ендірудің қозғаушы күші

Бұл, негізінен өнімге қойылатын талаптар.

Келіп түсетін орамдардың сапасы (темір мен майдың қалдықтары) да айқындаушы фактор болуы мүмкін.

5.2.2.14. Болат табақтарды батыру арқылы ыстық жабынмен жабындау кезінде ашық жалынды пешті пайдалану

Сипаттау

Болат табақтың бетіндегі май ашық жалынды пеште өртеледі. Кейбір жоғары сапалы өнімдер үшін немесе қалдық майы жоғары орамдар келіп түсетін жағдайларда болат табақтарды пеште күйдірмес бұрын майсыздандыру қажет болуы мүмкін.

Техникалық сипаттама

DFF (direct-flame furnace – ашық жалынды пеш) жабдықталған, ыстықтай мырыштау желісіндегі жасыту пешінің жолақты беткі ластанудан тазартатын қосымша функциясы бар (ол DFF секциясында орындалады). Осындай нақты конфигурациялы пештегі ауқымды қыздыру бөлігі DFF-те орындалады, мұнда газ ауа/газ супер-стехиометриялық арақатынасы (Лямбда <1) бар табиғи газ бен ауаның қоспасын білдіреді. Газ жанарғылары DFF-те жолақ бетінің біркелкі қызуын қамтамасыз ету үшін әдетте асимметриялық түрде орналастырылады, жолақ DFF-ке бөлме температурасында немесе егер алдын ала қыздыру секциясы бар болса (әдетте алдын ала қыздыруға от жағу газының қарама-қарсы ағыны есебінен қол жеткізіледі) одан жоғары температурада келіп түседі және ашық жалынды пештен 500÷800 °C диапазондағы температурада шығады.

Нәтижесінде химиялық тазартудан кейін қалған жолақтағы беттік көміртектің қалдықтары DFF пешінің секциясында толығымен жойылады. DFF пешінің секциясында қыздыру ауа/газ супер-стехиометриялық арақатынасы (Лямбда <1) бар табиғи газ бен ауаның қоспасын жағу есебінен іске асырылады.

Бетіндегі көміртектің тұрақты мөлшерін қамтамасыз ету үшін химиялық майсыздандыруды қолдануға болады; бетіндегі көміртектің өзгермелі деңгейі темірдің тотығу кинетикасын өзгерте алады, сәулелену қабілетіне және осылайша пештің жұмыс режиміне әртүрлі әсер етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға төгінділердің болмауы.

Қалдықтардың түзілуінің болмауы.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Кей жағдайларда кейбір жоғары сапалы өнімдер үшін немесе қалдық майы жоғары орамдар келіп түсетін жағдайларда, қалдық майды кетіретін секция қажет болуы мүмкін. Пешті металл радиациялық қыздыру пешімен салыстырғанда, басқару оңай емес. Пештен шыққан от жағу газдары әдетте арнайы жылу алмастырғыштың көмегімен келіп түскен газды және жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыру үшін пайдаланылады.

Кросс-медиа әсерлер

Мұнай өнімдерін жағу кезінде атмосфераға шығарындылар.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Егер бетінің өте жоғары тазалығы және мырышқа адгезиялығы (қосылуы) қажет болса, қолдану мүмкіндігі шектеулі болуы мүмкін. Мұндай пештер Tata Steel IJmuiden (Нидерланды), Thyssenkrupp Steel Europe AG (Германия), Outokumpu Stainless Oy, ArcelorMittal Poland S.A. (Польша), U.S.Steel Košice, s.r.o. (Германия) кәсіпорындарында пайдаланылады.

Экономика

Инвестициялық және операциялық шығындар төмендейді, өйткені алдыңғы секциялары қажет емес.

Мұндай техниканы пайдалану және орнату арзанырақ.

Ендірудің қозғаушы күші

Құны (жоғарыдағы экономиканы қараңыз).

5.2.2.15. Жолақты тұрақтандыру

Сипаттау

Мырыш жабынын қолданған кезде жолақты тұрақтандыру жүйесі мырыш\алюминий-мырыш жабынының кепілді қалыңдығын қамтамасыз етуге қызмет етеді. Мырыш\алюминий балқытылған ваннадан кейін ауа пышақтарының жұмыс аймағында жолақты тұрақтандырудың әртүрлі әдістері бар, атап айтқанда, бұл магниттік тұрақтандырғыштар немесе жолақтың тұрақты кернеуін қамтамасыз ететін құрылғылар болуы мүмкін.

Техникалық сипаттама

Мырыш балқытылған ваннаға батырылғаннан кейін жолақ ауа пышақтарының учаскесінен өтеді, онда қысыммен ауа беру арқылы жолақ бетіндегі артық сұйық мырыш тұтынушының шарттарымен келісілген қажетті мәнге дейін үрлеп тазартылады. Мырыш жабынының әркелкі қалыңдығы өнімнің тұтынушылық қасиеттеріне, оның коррозияға төзімділігіне, сондай-ақ өндірістегі мырыштың шығынына әсер етеді, сондықтан жабынның қалыңдығын реттеу аймағында жолақтың тұрақты орналасуын қамтамасыз ету қажет. Ол үшін, мысалы, жолақтың екі жағында жолақтың бүкіл ені бойынша бірнеше активаторлары бар (шамамен 250 мм-ге бір активатор) магниттік тұрақтандырғыштар қолданылады, жолақтың базалық позицияға қатысты орналасуы датчиктермен бақыланады және базалық позициядан ауытқу кезінде активаторлар магнит өрісінің көмегімен позицияны түзетеді және жетекті кермелеу станцияларының көмегімен жолақты кермелейді және ауа пышақтары мен жолақ арасындағы қашықтықтың өзгеруін болдырмайды, тек қалыңдығы біркелкіленіп қоймай, жанасу нәтижесіндегі зақымдану да болмайды. Сондай ақ тұрақтандыру жүйесін қолдану ауа салқындату камерасында ауа ағынымен үрлеу режимінде желдеткіштердің жолақпен жанасуын болдырмау үшін тиімді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жабындауға арналған материалды тұтынудың төмендеуі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Электрмагниттік тұрақтандыру жолақтың тұрақтылығын арттырудың соңғы құралы болып табылады. Ең алдымен, батпалы мойынтіректер, бекіту элементтерінің геометриясы, ауаны тазарту, жолақтың керілуі сияқты көптеген басқа техникалық аспектілерді орындау қажет, мұның бәрі жолақтың тұрақтылығына қатты әсер етеді. Электрмагниттік тұрақтандыруды енгізу басқа проблемаларды шеше алмайды немесе жартылай шешеді, сондықтан әдетте жолақтың тұрақтылығын жақсарту жоспарының соңғы қадамы ретінде қарастырылады.

Электрмагниттік тұрақтандыру техникалық қызмет көрсету шығындарының өсуін қамтиды. Атап айтқанда, егер электрмагниттік тұрақтандырғыштар ауа пышақтарынан бөлек орнатылса (жоғарыда көрсетілгендей), ауа пышақтарын үнемі тазалаудың әдеттегі процедурасы қиындайды және тазалау шығындары артады. Кешенді шешімдер (электрмагниттік тұрақтандырғыштар тікелей ауа пышақтарымен біріктірілген) бұл кемшілікті болдырмайды, бірақ жүйені толығымен ауыстыруды қажет етеді, бұл өте қымбат.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтыну аздап артады.

Техникалық қызмет көрсету бойынша көп күш жұмсалады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Әдетте жолақты жабындау үшін қолданылады. Мұндай әдістер Thyssenkrupp Steel Europe AG, ArcelorMittal Sagunto, Arcelor Mittal Бельгия Euro gal. (Германия) кәсіпорындарында пайдаланылады.

Экономика

Жоғары инвестициялық шығындар, әсіресе кешенді шешімдер үшін.

Ендірудің қозғаушы күші

Бұл әдісті Ендірудің қозғаушы күші негізінен сапа мәселелері болып табылады. Бұл әсіресе мырыш жабынының қалыңдығына қойылатын қатаң талаптары бар қосымшаларға қатысты.

5.2.3. Механикалық процестерге арналған ЕҚТ-ны анықтау кезінде ескерілуі тиіс техникалар

5.2.3.1. Ауаны бұрумен және бөлінетін газдарды тазартумен біріктірілген (қолмен тазартудан басқа) жабық тазарту

Сипаттау

Тазарту (қолмен тазартудан басқа) бойынша операциялар түтін мен тозаңды кетіре отырып толығымен жабық бөлмелерде (мысалы, жабық қақпақтардың астында) орындалады. Бөлінетін газдар (құрғақ немесе ылғалды) электрсүзгілермен немесе Қапшық сүзгілерімен өңделеді.

Техникалық сипаттама

5.3-суретте көрсетілгендей жағу отынды жаққан кезде шығатын түтін мен тозаңды ұстайтын тығыз жабылған қалпақта іске асырылады. Пайдаланылған ауа құрғақ немесе ылғалды электрсүзгілермен немесе Қапшық сүзгілермен тазаланады. Жиналған тозаң кәсіпорын ішінде қайта өңделеді (толық циклді металлургия зауыты) немесе уәкілетті компаниялар кәдеге жаратады. Су ағындары өңделетін беттен қожды кетіру үшін қолданылады. Қалдық су мен қож роликті конвейер астындағы науаға жиналып, суды тазартуға жіберіледі.

5.3-сурет. Жабық тазалау кезінде ластанудың алдын алудың технологиялық схемасы (ылғалды электрсүзгінің мысалы)

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға тозаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ArcelorMittal Ghent-те (Арселлор МиталлГент) отпен тазарту машинасы акустикалық оқшауланған бүйір қабырғалары бар арнайы ғимаратта (өлшемі 32м х 18м х 9м) орналасқан, мұның өзі 1 м қашықтықта 85 дБ максималды шу деңгейін қамтамасыз етеді. Түтін шатырдың төрт бұрышында тұтылады. Қондырғы тұтас аспирация шығыны 200 000 м³/с болатын сорып шығару режимінде жұмыс істейді. Аспирация тозаңды кетіру жүргізілетін орынға байланысты автоматты түрде реттеледі (будың үштен екісі жұмыс аймағының үстінен сорылады). Пайдаланылған ауа ауданы 3 576 м²мата сүзгілерімен тазартылады, мұның өзі шығуда 5÷10 мг/Нм³ тозаң концентрациясына әкеледі (қыздыру пештеріндегі түтін құбырындағы үздіксіз оптикалық өлшеу).

Liberty Specialty Steels-те (Ұлыбритания) отпен тазарту машинасы илемдеу орнағының ішіне орнатылған және ылғалды электрсүзгі жаққа қарай бұрмасы бар қалпақтың астына орналасқан (5.3-суретте сипатталғандай). Сорғыш тозаңның ұшпа шығарындыларын болдырмайды, сонымен қатар су бүріккіштерімен жабдықталған. Сорғыштың кірісі мен шығысында орналасқан тізбекті перделер сорғышта шашыратылған суды мүмкіндігінше сақтайды. Тозаң шығарындылары әдетте 5÷10 мг/Нм³ шегінде болады.

Жағу кезінде пайда болатын түтін өте агрессивті болғандықтан, техникалық қызмет көрсету ластануға қарсы қондырғылардың жақсы жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін маңызды мәселе болып табылады. Коррозияны анықтау үшін электрсүзгінің электродтарын және олармен байланысты ішкі бөлшектерді үнемі тексеріп отыру ұсынылады. Егер түтін өте ылғалды болса, Қапшық сүзгілерді пайдалану қиынға соғуы мүмкін.

5.7-кесте. Тозаң шығарындыларының тазалау кезіндегі қолжетімді деңгейлері

р/с №	Ластанумен күресудің қолданылатын әдісі	Үш жылдық кезеңдегі концентрациялар (мг/Нм³)					Өлшем саны
р/с №	Ластанумен күресудің қолданылатын әдісі	Орта	Медиандық	90-ыншы процентиль	Мин.	Макс.	Өлшем саны
11	2	3	4	5	6	7	8
1	Қапшық сүзгі	3,9	2,2	6,3	0,08	46,8	43
2	Ылғалды электрсүзгі	30,5	21	57,6	3,7	66,8	3
3	Ылғалды электрсүзгі+ Құрғақ электрсүзгі	7,7	-	-	4,7	10,7	2
4	Ылғалды электрсүзгі+ Қапшық сүзгі	3,6	-	-	1,8	5,3	2

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынудың жоғарылауы.

Сүзгіден қалдықтардың/тозаңның, шламның пайда болуы.

Жиналған қалдықтардың мөлшерін ішкі қайта өңдеу арқылы азайтуға болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ. Осы әдістер ArcelorMittal Гент, ArcelorMittal Авилес, Liberty Speciality Steels (Ұлыбритания) кәсіпорындарында пайдаланылады.

Қолмен кесуге қолданылмайды.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Тұрақты емес шығарындылардың алдын алу.

5.2.3.2. Ауаны сорып шығарумен және бөлінетін газдарды өңдеумен біріктірілген жабық үй-жайда тазалау

Сипаттау

Тазарту операциялары толығымен жабық бөлмелерде (мысалы, жабық қақпақтардың астында) орындалады, ал ауа шығарылып, Қапшық сүзгінің көмегімен өңделеді.

Техникалық сипаттама

Тазарту орнағы плиталардың (жазық дайындама) бетін тегістеу үшін пайдаланылады. Тегістеу кезінде шығатын тозаң жиналады және мата сүзгімен сүзіледі (5.4-сурет). Машинамен өңдеу дыбыстан оқшауланған үй-жайларда орындалуы мүмкін. Ластанумен күресетін қондырғы автономды (жеке) және цехішілік болуы мүмкін. Жиналған тозаң біріктірілген болат құю жұмыстарында кәсіпорын ішінде қайта өңделеді немесе уәкілетті компаниялар қайта өңдейді. Ұсақталған жоңқа бөлек жиналады және оны шикізатты қайта өңдеу зауытында сынық ретінде тікелей өңдеуге болады.

5.4-сурет. Тазарту процесінде ластануды болдырмайтын технологиялық схема

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ауаға тозаң шығарындыларын азайту.

Шу деңгейін төмендету.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жабық үй-жайларда тазалау және ұнтақтау кезінде тозаң шығарындыларының қол жеткізуге болатын концентрациясы.

Tata Steel IJmuiden-де (Тата Стил Иджмуйден) тазарту орнағы 2013 жылы орнатылған және ашық ғимаратта орналасқан автономды орнақты білдіреді. Машина шу деңгейін төмендетуге раналған оқшаулау материалымен жабдықталған. Шу деңгейін төмендету үшін машинаны қоршау/(қондырғылар) және қабырғаларды оқшаулау сияқты қосымша бақылау шаралары қолданылады. Тегістегіш орнақ мата сүзгісі бар сору жүйесімен жабдықталған. Пайдаланылған газдарды тазарту жүйесінің шығыны 12 000 Нм³/с құрайды. Тозаң шығарындыларының деңгейі <1 мг/Нм³ құрайды. Ұсақталған жоңқа (құрамында 98% жуық темір бар) BOS зауытында қайта өңделеді, ал тозаң агломерациялық зауытта қайта өңделеді.

SSAB Oxelösund -те (SSAB Окселосунд) слябтық дайындаманы тегістеуге арналған тазарту орнағы мата сүзгілермен жабдықталған, ал бөлінетін газдарды тазарту жүйесінің өнімділігі 60 000 м³/с құрайды. Бөлінетін газдарды тазалағаннан кейін сыртқа шығаратын құбырдағы тозаң шығарындыларының деңгейі <2 мг/Нм³ құрайды. Тозаң шығарындылары трибоэлектрлік тозаң жинағышпен өлшенеді. Ұсталған тозаң мен ұсақталған жоңқа брикеттеу үшін домна пешіне қайта қайтарылады.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынудың жоғарылауы.

Қалдықтардың/сүзілетін тозаңның пайда болуы.

Қалдықтарды ішкі қайта өңдеу арқылы азайтуға болады.

Жиналатын және қайта өңделетін ұсақ үгінділер мен сүзгі тозаңының пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қағида бойынша, бұл әдістің қолданылуына техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Тұрақты емес шығарындылардың алдын алу.

Тегіс дайындаманың/слябтардың сапасын арттыру.

Беттік слябтарды дайындауға арналған қондырғылардағы шығындарды азайту.

5.2.3.3. Механикалық процестер мен пісіру үшін шығарылатын ауаны тазарта отырып, шығарындылар көзіне мүмкіндігінше жақын жердегі ауаны бұру

Сипаттау

Бойлық кесу, отқақты кетіру, қаралтым өңдеу, илемдеу, таза өңдеу, тегістеу және пісіру процестерінен шыққан шығарындылар, мысалы, қалпақтың немесе сорғыштың көмегімен жиналады. Тозаң шығарындыларын тазарту үшін қолданылатын шығарындыларды азайту жүйелеріне Қапшық сүзгілер, электрсүзгілер және ылғалды скрубберлер жатады.

Техникалық сипаттама

Тозаң бөлшектері (мысалы, темір оксиді) ыстық илемдеу процестерінде ұшпа шығарындылар түрінде бөлінеді. Өңделетін болаттың санатына байланысты бұл бөлшектерде никель және қорғасын сияқты ауыр металдар болуы мүмкін. Илемдеу кезінде ауамен тасымалданатын бөлшектер негізінен орнақ қапастарының (жылдамдығы ең жоғары қапаста) шығу жағында шығарылады. Қағида бойынша, салқындату мақсатында және тозаңның ұшпа шығарындыларын басу үшін су бүріккіштері қолданылады, бірақ негізінен тозаң деңгейі төмен болған жағдайда қолданылады. Суды бүрку тиімділігі төмен және шығарындылар көп болғанда арнайы сору желдету жүйелері қолданылады, соның ішінде: сору қақпақтары, тозаң жинайтын қақпақтар, сорғыш немесе сорушы желілер. Шығарындылар әртүрлі тазарту жүйелерінің көмегімен өңделеді, соның ішінде су бүріккіштері, Вентури скрубберлері, ылғалды электрсүзгі немесе итергіш реактивті сүзгілер (құрғақ түрі, Қапшық сүзгілер) немесе ылғалды сүзгілер.

Вентури скруббері

Қаралтым орнақта илемдеу тозаңы жоғары қысымды (30 бар) скруббердің көмегімен шығарылады және Вентури скрубберіне жіберіледі. Жиналған тұнба отқақты кетіру үшін каналға және ыстықтай илемдеу орнағының сулы контурына жіберіледі. Отқақ сулы контурдан жиналады және оны балқыту цехында шикізат ретінде одан әрі өңдеуге болады.

Электрсүзгілер

Ыстықтай илемдеу орнақтарының тозаңы екі сатылы ылғалды электрсүзгінің көмегімен тазаланады. Бірінші саты тазартылатын құрамында тозаң бар газды электрлік өрістегі екінші сатыға берер алдында су буымен қанықтыру үшін су бүріккіштердің көмегімен өңдеуден тұрады, газ электрлік өрісте тұндырылады. Жиналған тозаң қалдығын балқыту цехында шикізат ретінде пайдалану үшін одан әрі қайта өңдеуге болады.

Импульстік-ағынды сүзгілер (құрғақ немесе мата сүзгілер)/ылғалды сүзгілер

Илемдеу қапастарының арасына (негізінен соңғы үш таза қапастан кейін) тозаң мен оксидтерді жинауға арналған тозаңнан қорғайтын қалпақтар орнатылатын сорғы жүйесін орнату екінші нұсқасы болып табылады. Сорушы келтеқұбыр бойынша орнақтың редукторы жағынан оксидті-тозаң қоспасы бұрылады және импульстік-ағынды сүзгілерге (құрғақ, мата) немесе ылғалды сүзгілерге бағытталады. Бөлінген тозаң мен оксидтер иірмекті конвейерлердің көмегімен қорапқа (құйма тасығыштың бесіктеріне) тасымалданады және толық металлургиялық циклі бар зауыттарда қайта өңделеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң шығарындыларын азайту.

Металл шығарындыларын, соның ішінде ауыр металдардың (мысалы, никель және қорғасын) шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тозаң шығарындыларының 5 мг/Нм³ аз деңгейіне Вентури скрубберлерінің, ЭСС (электростатикалық сүзгілер) немесе Қапшық сүзгілердің көмегімен қол жеткізуге болады. Вентури скрубберлерінің әдетте тазалау дәрежесі 90-95 %. Ылғалды электрсүзгілердің әдетте тазарту дәрежесі 99 %.

Кросс-медиа әсерлер

Кептіру жүйелері энергияны тұтынады, бірақ сорғыш/Қапшық сүзгілер сияқты, олар ағынды сулардан оксидтерді шығару қажеттілігін жояды және жиналған тозаңды кәсіпорын ішінде қайта өңдеуге болады.

Су мен электр энергиясын тұтыну.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Тозаң түзілу деңгейі төмен болған жағдайда, яғни 50 г/с төмен болғанда пісіруге (жиектерді пісіруге дайындауға) қолданылмауы мүмкін.

Қағида бойынша, пісіру кезінде тозаң шығарындылары салыстырмалы түрде аз болады (концентрация және массалық ағын тұрғысынан), бірақ кейбір жағдайларда шығарындылар көп болуы мүмкін. Сондықтан тозаң шығарындыларын шектеу үшін сору және тазалау қолданылатын 50 г/сағ массалық шығынның шекті мәнін қосу орынды деп саналды.

Қапшық сүзгілер ылғалдылығы жоғары газдар шыққан жағдайда қолданылмауы мүмкін.

Осы техника ArcelorMittal Испания, S.A.Nervacero S.A. Arcelormittal Бельгия S.A, Vallourec Германия ГмбХ, ArcelorMitta Хохфельд Германия ГмбХ, ArcelorMittal / Industeel Франция, ArcelorMittal (Польша S.A.) зауыттарында кеңінен пайдаланылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

5.3. Энергия және ресурс үнемдеу саласындағы ЕҚТ

5.3.1. Жиіліктік-реттелмелі жетекті әртүрлі жабдықтарда (конвейерлік, желдету, сорғы және т.б.) қолдану

Сипаттау

Өз қажеттіліктеріне электр энергиясын тұтынуды азайтуға, атмосфераға зиянды заттардың тікелей және жанама шығарындыларын азайтуға мүмкіндік беретін жабдық. Қазіргі уақытта ЖРЖ қолдану конвейерлік, желдету және сорғы жабдықтарының өнімділігін реттеу мақсатында оңтайлы болып табылады, оны пайдалану кезінде технологиялық процесті жүргізу кезінде электр энергиясын неғұрлым ұтымды пайдалану қамтамасыз етіледі.

Техникалық сипаттама

Өндірістің энергия тиімділігін арттыру есебінен экологиялық проблемаларды шешу мүмкіндігі.

Өнеркәсіптік зауыттарда электр энергиясын көп мөлшерде әртүрлі технологиялық жабдықтардың (конвейерлер, желдету және сорғы жабдықтары және т.б.) жетегі ретінде электр қозғалтқыштары қолданады. Көбінесе мұндай жабдық реттеуді қажет етеді, реттеуші құрылғылар ретінде шибер, жапқыштар және т.б. қолданылады. Бұл ретте жылдамдықты реттеудің диапазоны мен дәлдігіне қойылатын талаптар электр жетегінің қолданылу саласына байланысты ең кең шектерде өзгеруі мүмкін. Реттелетін жиілікті электр жетегін пайдалану электр энергиясын тұтынуға қойылған міндеттерді өте тиімді шешуге мүмкіндік береді, нәтижесінде, технологиялық процестерде реттеудің балама әдістерінде орын алатын негізсіз шығындарды жою арқылы электр энергиясын үнемдеуге көмектеседі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Технологиялық процестердің энергия тиімділігін арттыру және өндіріс процесінде электр энергиясының шығындарын азайту арқылы экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сараптамалық бағалаулар бойынша жабдықтың жұмыс режиміне байланысты ЖРЖ қолдану сорғы агрегаттарында, желдеткіштерде, конвейерлерде, ұсатқыштарда электр энергиясының шығынын 20 %-дан 40 % - ға дейін төмендетуге, бірқалыпты іске қосуды қамтамасыз етуге (іске қосу тоғын төмендетуге), электр қозғалтқыштарының сенімділігі мен қызмет ету мерзімін арттыруға мүмкіндік береді. "АрселорМиттал Теміртау" АҚ-ның 2016-2019 жылдар кезеңінде орындалған, ЖРЖ орнатылған бірқатар жабдықтарының электр қозғалтқыштарының жүктемесін талдау көрсеткендей, жекелеген айларда жүктеменің төмендеуі 15-40 % - ға жеткен. Осылайша, ЖРЖ-ны негізді пайдаланған кезде жеке технологиялық жабдықтың электр энергиясын тұтынуын азайту жылына 20-40 % құрауы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Автоматтандыру деңгейін және өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады. Көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгей) және іске асыру сипаты қондырғының сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ оның тиімділігі мен қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Нақты деректер қозғалтқыштың жұмыс режиміне байланысты 15-40 % аралығында электр энергиясын үнемдеу туралы айтуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ЖРЖ орнату мәселесі технологиялық процесті реттеу тереңдігіне, жұмыс орындарындағы өнеркәсіптік санитария талаптарына (ағынды-сорғылы желдету үшін) сүйене отырып, әрбір жеке жағдайда жеке қаралуы керек.

Жиіліктік-реттелмелі жетектерді (бұдан әрі - ЖРЖ) қолдану энергия тиімділігін арттырудың айқын шараларының бірі болып табылады. Алайда, мұндай шаралардың орындылығы қозғалтқыштар қолданылатын бүкіл жүйенің контекстінде қарастырылуы керек; әйтпесе келесі қауіп-қатерлер болуы мүмкін: жүйелерді пайдалану тәсілі мен көлемін оңтайландырудан және соның салдарынан электр жетектеріне қажеттілікті оңтайландырудан әлеуетті пайданы жоғалту; ауыспалы жылдамдықты жетектерді орынсыз контексте қолдану нәтижесінде болатын энергия шығыны.

ТПАБЖ жүйелерімен біріктірілген жиілік түрлендіргіштерімен жабдықталған электр қозғалтқыштарын пайдалану анағұрлым тиімді. Бұл, мысалы, нақты шығарындыларға байланысты сору жылдамдығын қосуға және реттеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар мұның ауа үрлегіштер мен сорғы қондырғыларының өнімділігін реттеуге қатысы бар. Орташа алғанда, мұндай реттеу әдістерін қолдану электр энергиясын тұтынуды 20 %-дан 40 % - ға дейін төмендетуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Мәселен, технологияға, тәулік уақытына, ғимараттағы адамдар санына және т.б. байланысты ауыспалы жүктеме кезінде жиіліктік-реттелмелі жетекті қозғалтқыштарды (бұдан әрі – ЖРЖ) қолданған жөн. Желдеткіштердің жиіліктік-реттелмелі электржетегін қолдану сору жүйелерінің ауаны ауыстыруына жұмсалатын электр энергиясының шығынын 6÷26 % азайтуға, ағындық жүйелердің 3÷12 %, ауа үрлегіштердің 30÷40 % азайтуына мүмкіндік береді, жиіліктік-реттелмелі жетекті қозғағыштың өтелімділік уақыты 1 жылдан 5÷7 жылға дейін болуы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігі жөніндегі іс-шараларды енгізудің қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.3.2. Энергия үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын қолдану

Сипаттау

Шаруашылық қажеттіліктерге электр энергиясын тұтынуды азайтуға, атмосфераға ластағыш заттардың тікелей және жанама шығарындыларын азайтуға мүмкіндік беретін жабдық. Қазіргі уақытта энергия үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын (жарықдиодты жарық көздері) пайдалану сыртқы және ішкі жарықтандыру мақсаттары үшін оңтайлы болып табылады.

Техникалық сипаттама

Өнеркәсіптік кәсіпорындарда шаруашылық мақсатта тұтынылатын электр энергиясының басым үлесін сыртқы және ішкі жарықтандыру жүйелері тұтынады. Бұл ретте электр энергиясын осылай тұтыну өндірістік циклдің энергетикалық тиімділігіне тікелей әсер етпейді. Алайда, мұндай тұтыну өнім бірлігіне шаққандағы нақты тұтынуды анықтау кезінде ескеріледі.

Энергияны үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын (жарықдиодты) қолдану жарықтандыру жүйелерінде электр энергиясын тиімді тұтынуға мүмкіндік береді, нәтижесінде баламалы жарық көздерінде орын алатын негізсіз шығындарды жою арқылы электр энергиясын үнемдеуге көмектеседі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жарықтандыру қажеттіліктеріне электр энергиясының шығындарын азайту арқылы экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сараптамалық бағалаулар бойынша және энергияны үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын (жарықдиодты) қолдану тәжірибесін ескере отырып, электр энергиясын тұтыну 50-90 %-ға төмендейді, сапалы жарықтандыру қамтамасыз етіледі, мұндай жарықтандыру құрылғыларының қызмет ету мерзімі артады, бұрын қолданылған доғалы сынапты шамдармен салыстырғанда экологияға теріс әсер етпейді.

Кросс-медиа әсерлер

Бастапқыда қолданыстағы жарықтандыру құрылғыларын энергияны үнемдейтін құрылғылармен ауыстыру арнайы кәдеге жаратуды қажет ететін көптеген қалдықтардың пайда болуына ықпал етуі мүмкін (сынапты шамдарды жарықдиодты шамдарға ауыстыру).

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады. Көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгей) және енгізу сипаты кәсіпорынның ерекшеліктерімен байланысты болады, бұл техниканы енгізуде ерекше қиындықтар анықталған жоқ. Энергияны үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын енгізу жалпы жарықтандыру жүйесін жаңартуды ескере отырып қарастырылуы керек (аймақтылық, автоматты басқару және т.б.).

Нақты деректер электр энергиясы 50-90 % шегінде үнемделетінін көрсетіп отыр.

Экономика

Тиімді жарықтандыру құрылғыларын қолдану жарықтандыруға электр энергиясын тұтынуды 50-90 %-ға төмендетуге мүмкіндік береді, ал бұл техниканың өтелу мерзімі 0,5 жылдан 5-7 жылға дейін болуы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігі жөніндегі іс-шараларды енгізудің қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту (кәдеге жарату қажет емес);

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын төмендетудің қосымша мүмкіндіктері.

5.3.3. Энергия тиімділігі жоғары электр қозғалтқыштарын қолдану

Сипаттау

Меншікті және өндірістік қажеттіліктерге электр энергиясын тұтынуды азайтуға, парниктік газдардың жанама шығарындыларын азайтуға мүмкіндік беретін жабдықтар. Қазіргі уақытта энергия тиімділігінің жоғары класы бар заманауи электр қозғалтқыштарын пайдалану қолданыстағы технологиялық және қосалқы жабдықты жаңғырту кезінде оңтайлы болып табылады, оны пайдалану кезінде электр энергиясын барынша тиімді пайдалану қамтамасыз етіледі.

Техникалық сипаттама

Өндірістің энергия тиімділігін арттыру есебінен экологиялық проблемаларды шешу мүмкіндігі.

Көптеген өнеркәсіптік кәсіпорындардың негізгі тұтынушысы әртүрлі электр қозғалтқыштары болып табылады. Электр қозғалтқыштары электр энергиясын механикалық энергияға айналдырады. Энергияны түрлендіру процесінде оның бір бөлігі жылу түрінде жоғалады. Мұндай шығынның мөлшері қозғалтқыштың энергетикалық көрсеткіштерімен анықталады. Тиімділігі жоғары электр қозғалтқыштарын қолдану электр энергиясын тұтынуды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.

Электр қозғалтқыштың энергия тиімділігінің негізгі көрсеткіші пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) болып табылады.

h=Р2/Р1=1 – DР/Р1,

мұнда Р2 – электр қозғалтқыштың білігіндегі пайдалы қуат;

Р1 – электр қозғалтқыш желіден тұтынатын белсенді қуат;

DР – электр қозғалтқыштағы жалпы шығындар.

Тиісінше, ПӘК неғұрлым жоғары болса, электр қозғалтқышы бірдей жұмысты орындау үшін шығын мен энергияны азырақ жұмсайды.

5.5-сурет. Кәдімгі электр қозғалтқышты энергия үнемдейтін қозғалтқышпен салыстыру

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сараптамалық бағалаулар бойынша жабдықтың жұмыс режиміне байланысты тиімділігі жоғары электр қозғалтқыштарды қолдану электр қозғалтқыштардың электр энергиясын тұтынуын 1,5 %-дан 5,0 % - ға дейін төмендетуге, электр қозғалтқыштарының қызмет ету мерзімін арттыруға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету.

Электр қозғалтқыштың қызмет ету мерзімін арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады. Енгізу көлемі мен сипаты кәсіпорынды жаңғырту бағдарламасымен және кәсіпорында орнатылған істен шығатын электр қозғалтқыштарды ауыстырумен байланысты болады.

Нақты деректер қозғалтқыштың жұмыс режиміне байланысты электр энергиясы 1,5–5,0 % шегінде үнемделетінін көрсетіп отыр.

Қолданыстағы электр қозғалтқыштарды энергиялық тиімді қозғалтқыштарға ауыстыру энергия тиімділігін арттырудың айқын шараларының бірі болып табылады.

Экономика

Тиімділік класы жоғары электр қозғалтқыштарды қолдану электр энергиясын механикалық энергияға айналдыруға арналған электр энергиясының шығынын 1,5–5,0 %-ға төмендетуге мүмкіндік береді, бұл ретте осындай электр қозғалтқыштардың өтелу мерзімі 1 жылдан 7 жылға дейін болуы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігі жөніндегі іс-шараларды енгізудің қозғаушы күштері:

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.3.4. Импульстік жанарғы

Сипаттау

Оттыққа жылу беру жағуға арналған ауа ағыны мен отынды реттеудің орнына жанарғының жану ұзақтығымен немесе жекелеген жанарғыларды дәйектілікпен іске қосумен реттеледі.

Техникалық сипаттама

Импульстік тұтату кезінде оттықтарды басқару жиілікті-модуляцияланған. Оттықтарды екі күй арасында ауыстыруға болады, ал оттықтардың циклдік жылдамдығы оттыққа жылу беруді реттейді. Әдетте, оттықтар белгілі бір уақыт ішінде жоғары температурада жанады, содан кейін баяу отқа ауысады немесе сөндіріледі. Бұл цикл салыстырмалы түрде жиі қайталануы, кейбір құрылымдарда әр алты секунд сайын қайталануы мүмкін.

Мысалы, оттық әрқашан газдың номиналды шығынымен жұмыс істейді, ал жанарғының қуаттылығы жанарғының жану уақытымен реттеледі: мысалы, 40 % жылуға қажеттілік 60 % екінші циклдық уақыттың тек 40 % ғана жұмыс істеп тұрғанын білдіреді. Тағы бір нұсқасы жекелеген оттықтарды дәйектілікпен іске қосу арқылы оттықтың қуатын реттеу болып табылады.

Тіпті оттық аз жүктелсе де, әрбір жанарғының толық қуаттылығы қолжетімді болады. Бүйірлік қыздыратын пештегі слябтың температурасының біркелкілігі жақсарады, себебі жылу кез келген өндірістік жағдайда пештің ені бойынша біркелкі таралады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергияны тұтынуды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Импульстік жанарғыларды орнату төмен температурада да, жоғары температурада да температураның дұрыс бақылануын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, қосалқы отынға деген қажеттілік азаяды.

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Тек жаңа зауыттарға және зауыттардың ірі жаңғыртуларына қолданылады.

Экономика

Инвестициялық шығындар басқа технологиялармен бәсекеге қабілетті. Егер жанармай газында қоспалар болса, клапанға техникалық қызмет көрсету қосымша шығындарға әкелуі мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия үнемдеу.

Алауда жағу саны азайды.

5.3.5. Технологиялық желілерде экран жүйелерін ұйымдастыру

Сипаттау

Ыстықтай илемнің илемдеу орнақтарында жылу шығынын азайту проблемасы бар.

Техникалық сипаттама

Жылу энергиясының шығынын азайту үшін әртүрлі экрандарды қолдануға болады. Негізінен аралық рольгангты экрандауға арналған экрандардың төрт түрі қолданылады:

жылу шағылыстырғыш;

жылу;

энкопанель;

болат илемді белсенді жылу экрандайтын экран.

Болат илемнің үстіңгі бетінен шығатын жылу шығынын азайтуға арналған барлық белгілі экрандар рольгангтың бойына орналасқан бірнеше секциядан және рольгангтың үстіне секцияларды көтеріп-түсіруге арналған жетектен тұрады.

Секциялардың ұзындығын рольганг роликтерінің қадамына еселеп белгілейді, бұл ретте секцияның ұзындығын ұзартқанда, рольгангпен жылжып келе жатқан рольгангтың алдыңғы ұшына соққы тигенде олардың "секіріп түсу" шамасы азаяды, ал бұл болат илемнің көрсетілген қозғалыс бағыты бойынша келе жатқан секцияның бүйіржағына қауіпті.

Рольганг роликтерінің 1200 мм қадамы үшін (Ресейдегі және Украинадағы ЫИКЖО) секциялардың 2400 мм және 3600 мм ұзындығы сай келеді, сонымен бірге шет мемлекеттерде 6 метрлік секциялар да орнатылады. Секциялардың ені рольганг білікпелерінің бүйіржақ ұзындығынан 100-200 мм-ден аспауы тиіс.

Оперативті ауыстыруға болатын секцияларға болат илемнің үстіңгі бетінің жылуды экрандау қасиетін іске асыратын экраны бар кассеталарды бекітеді. Кассеталар саны экранның конструкциясына қарай анықталады.

Жылу шағылыстырғыш экран жылтыратылған тот баспайтын болат табақтардан немесе алюминиймен жабындалған азкөміртекті болаттан жасалады. Экран бетінің ластануына қарай оның жылу шағылыстырғыш қабілетінің төмендеуі осы экранның кемшіліктеріне жатады. "Новолипецк металлургия комбинаты" ААҚ-ның 2000 орнағында орнатылған осындай экранның схемасы 5.6-суретте берілген.

1 – жылу шағылыстырғыштар; 2 – опырғыш; 3 – бүйіржақ қабырғасы; 4 –рольганг роликтері; 5 – ауа беру шүмегі; 6 – жайма; 7 – отқақ; 8 – ролиаралық плита

5.6-сурет. ЫИКЖО 2000 аралық рольгангісіндегі жылу шағылыстырғыш экранның секцияларының көлденең қимасы (а) және фотосуреті (б)

Жылу шағылыстырғыштар қалыңдығы 2 мм алюминиймен жабындалған азкөміртекті болат табақтан жасалған. Серіппеленген опырғыш және секцияның бүйіржақ қабырғалары да алюминиймен жабындалған. Алюминий жабынның қалыңдығы 0,25 мм, оның қаралығының бастапқы деңгейі 0,2 деңгейінде. Роликтер мен опырғыш деңгейінің арасындағы аралық 250 мм болуы тиіс. Жылу шағылыстырғыштарды құрғақ ауамен салқындату көзделген, мұның өзі шағылыстырғыштардың жоғарғы және төменгі беттерін тозаң басуына жол бермейді.

5.7-суреттегі жылу экраны керамикалық жылу оқшаулағыш материалдан жасалады.

1 – қызуға шыдамды қорытпадан жасалған арнайы құбыр; 2 – рольганг ролигінің үстіңгі деңгейі; 3 — роликаралық плита; 4 — ауа отқағы; 5 – мулитокремнеземді мақта (жылу оқшаулағыш); 6 – болат илем; 7 – мулитокремнеземді мақта киіз

5.7-сурет. ЫИКЖО 2000 аралық рольгангісіндегі жылу экранының көлденең қимасы (а; схема) және сыртқы түрінің фотосуреті (б)

Бірінші 3-4 жолақтан бастап жылумен қыздыру қажеттілігі, тек осыдан кейін ғана оның жұмыс температурасын ұстайтыны мұндай экранның кемшілігіне жатады. Тиімділігі жағынан жылу экраны мен жылу шағылыстырғыш экран шамамен бірдей.

Энкопанель — жылу экранының жетілдірілген түрін білдіреді. Мұндай экран 5.8-суреттегідей ұзындығы 6 метр 10 және одан көп секциядан тұратын секциялық тоннельді білдіреді. Жолақтың ұзындығына немесе болат илемнің температурасын реттеу қажеттігіне байланысты кейбір секциялар ашылуы мүмкін.

5.8-сурет. "Энкопанель" типті жылу экраны

Мұндай экранның конструкциясы жылуды жинақтайтын жолақ пен материалға жылуды кері шағылыстыратын тоттанбайтын болаттан жасалған мембранадан тұрады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Технологиялық процестердің энергия тиімділігін арттыру және өндіріс процесінде жылу шығынын азайту арқылы экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Мұндай экрандарды қолдану слябты қыздыру температурасын 50° С-ға (отын 10-15 % үнемделеді және иіс азаяды) төмендетуге мүмкіндік береді;

Алдыңғы және артқы ұштар арасындағы температура айырмашылығы 60 %-ға азайтылады (температуралық сына);

Жайманы буфер ретінде пайдалану мүмкіндігі (іркіліс уақыты 8 минут).

Кросс-медиа әсерлер

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жоғарыда сипатталған компоненттерді, әдетте, осы құжаттың қолданылу саласына кіретін көптеген объектілерге қолдануға болады. Көлемі (мысалы, егжей-тегжейлі деңгей) және іске асыру сипаты қондырғының сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ оның тиімділігі мен қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Экономика

Қыздыру температурасын 50 °С-ға төмендету (отын 10-15 % үнемделеді және иіс азаяды);

Алдыңғы және артқы ұштар арасындағы температура айырмашылығы 60 %-ға азайтылады (температуралық сына).

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігі жөніндегі шараларды енгізудің қозғаушы күштері:

экологиялық көрсеткіштерді жақсарту;

энергия тиімділігін арттыру;

пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

5.3.6. Кәдеге жарату қазаны

Сипаттау

Кәдеге жарату қазанын пайдалану технологиялық процестердің бөлінетін газдарының жылуын пайдалануға, отын шығынын азайтуға, жалпы қондырғылардың ПӘК арттыруға мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттама

Кәдеге жарату қазаны (КЖҚ) – отынды жағуға арналған жеке оттық құрылғысы жоқ және әртүрлі мақсаттағы технологиялық өнеркәсіптік агрегаттардың бөлінетін газдарының жылуын пайдаланатын бу немесе су жылыту қазаны. Құрамында жанғыш компоненттер түрінде физикалық жылудан басқа химиялық жылу болатын, оларды жағып бітірген орынды болатын бөлінетін газдармен жұмыс істейтін кәдеге жарату қазандары бұл топқа жатпайды. Кәдеге жарату қазаны өндіретін су буы, қыздырылған су немесе қыздырылған ауа ағыны түрінде пайда болатын жылу басқа технологиялық процестерде немесе электр энергиясын немесе суықты өндіруге арналған когенерациялық қондырғыларда қолданылады.

Металлургияда және кейбір басқа салаларда шығарылатын жоғары температуралы өндірістік газдардың маңызды ерекшелігі олардың құрамындағы қатты, сұйық немесе газ тәрізді күйдегі ұсақ бөлшектердің полидисперсті әкетіндісі болып табылады. Бұл әкетінді газ ағынының шихтаның, отқақтың, балқытылған металдың немесе қождың ұсақ бөлшектерін әкетуі, сондай-ақ балқыту пештеріндегі металдың булануы мен тікелей буға айналуы нәтижесінде пайда болады. Технологиялық балқыманың сұйық бөлшектерін шығару әдетте балқытылған металды қайнату немесе үрлеу кезеңінде байқалады. Технологиялық материалдың ішінара булануы сол пештерде олардың жоғары температуралық деңгейіне байланысты мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

CO шығарындыларын азайту.

Энергияны тұтынуды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Кәдеге жарату қазандарында бөлінетін газдардың жылуын энергетикалық іске асыру қолда бар жылуды пайдалану коэффициентінің айтарлықтай артуына, технологиялық шикізатты тозаң түрінде шығару температурасының төмендеуіне және қоршаған ортаға шығарындыларды болдырмайтын немесе азайтатын тозаңды тұту мүмкіндігіне әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолданыстағы қондырғыларға қолдану жабдықтың конструкциясымен, сонымен қатар кәдеге жарату қазанын орнатуға орын болмауымен шектелуі мүмкін.

Бөлінетін газдарының температурасы төмен жабдыққа қолданылмайды.

Экономика

Кәдеге жарату қазанын пайдалану қосымша жабдықты орнатуды қажет етеді.

Жылумен жабдықтау бойынша қосалқы процестерге отын тұтынуды азайтуды қамтамасыз етеді.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия үнемдеу.

Шығарындылардың жалпы төмендеуі.

5.4. Атмосфералық ауаға теріс әсерді төмендетуге бағытталған ЕҚТ

5.4.1. Ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайтуға және (немесе) болдырмауға бағытталған ЕҚТ

Сипаттау

Бақыланбайтын шығарындыларды жоюға, егер мүмкін болса, жинауға және тазалауға бағытталған технологиялық шешімдерді жобалауға және оңтайландыруға негізделген бақыланбайтын шығарындыларды болдырмау әдістері.

Техникалық сипаттама

Жобалау кезеңдерінде технологиялық процеске біріктірілген шығарындыларды жинау және бақылау жүйелерін пайдалану немесе оларды қолданыстағы өндірістік процеске енгізу әдісі немесе әдістерінің жиынтығы. Жинау жүйелеріне техникалық қызмет көрсету, сондай-ақ шығарылатын ағындарды үздіксіз бақылау төменде ұсынылған техникалық шешімдердің құрамдас бөлігі болып табылады:

корпустарға кіріктірілген жүктеу жүйелерін пайдалану;

жабық өндірістік алаңдарды пайдалану;

пештегі температураны оңтайлы төмен деңгейде үнемі бақылау және ұстап тұру;

тозаң ұстау жүйелерімен жабдықталған герметикалық пештерді/шикізат беру жүйелерін пайдалану немесе пайдаланылатын пештерді және басқа да технологиялық жабдықтарды сору жүйелерімен жарақтандыру;

бөлінетін газдарды (қалпақшалар/баспалар) ұстау мақсатында сору құрылғылары мен газ жолдарын пайдаланудың конструкциялары мен әдістерін оңтайландыру;

тозаң шығаратын материалдар тиеп-түсірілетін жерлерде тозаң жинау;

газ-ауа ағындарын бұрудың қайталама жүйелерін енгізу;

ұсталатын қоспалардың ерекшеліктерін ескере отырып құрастырылған, бөлінетін газдарды ұстау және тазарту жүйелерін пайдалану;

тиімді құралдарды пайдалану тозаңтазартқыштар құрғақ типті аппараттардың;

технологиялық жабдықтың жұмыс орындарындағы тозаңды кетіру үшін сорғыш қолшатырлары бар желдету жүйелерін қолдану;

оқшаулағыш жабындарды жағу процесін жүзеге асыру үшін қолданылатын бүрку камераларын тазарту құрылғыларымен жабдықтау.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңның, металдардың, газ тәрізді қосылыстардың бақыланбайтын шығарындыларын болдырмау. Ұсталған тозаңның көп бөлігі қайта пайдалану үшін технологиялық циклге қайтарылады.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ұйымдастырылмаған көздерден тозаң шығарындыларын азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия ресурстарының қосымша көлеміне қажеттілік.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолданыстағы қондырғылар үшін қолдану мүмкіндігі шектеулі болуы мүмкін (қолданыстағы технологиялық схема, өндірістік үй-жайлардың орналасуы). Жабдықты герметизациялау және жұмыс істеп тұрған учаскелерді газдарды ұстау және бұру жүйелерімен жарақтандырылған жағдайларда қауіпсіздік себептері бойынша шектеу туындауы мүмкін (мысалы, жабдықтың түрі/конструкциясы, өрт қаупі, жылыстау қаупі).

Экономика

Ақпарат жоқ.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.2. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен тозаң шығарындыларын азайтуға және (немесе) болдырмауға бағытталған ЕҚТ

5.4.2.1. Түтін газдарын алдын ала тазарту сатысында ірі бөлшектерді (>20 мкм) кетіруге арналған гравитациялық тұндыру камерасы

Сипаттау

Гравитациялық тұндыру ағынның бағытын өзгертпестен тозаңды газдың төмен жылдамдықпен қозғалуы кезінде ауырлық күшінің әсерінен қалқыма бөлшектерді тұндыруға негізделген. Процесс тұндырғыш газ құбырларында және тозаңшөктіргіш камераларда жүзеге асырылады.

Техникалық сипаттама

Тозаңды ұстау гравитациялық өрісте газ ортасына қатысты тозаң бөлшектерінің ауырлық күштері арқылы жүреді. Камерадағы тозаңды газдың жылдамдығы аз болуы керек, 1,5 м/с аспауы керек, жылдамдықтың төмендеуімен камераның тиімділігі артады. Гидравликалық кедергі 12 кг*с/м² шегінде болады. Көлденең тұндыру камерасының схемасы 5.9-суретте көрсетілген. Тұндыру камерасының артықшылығы – конструкциясының қарапайымдылығы, гидравликалық кедергісі аз, тозбайды, қатты тозаңданған және жоғары температурадағы газды тазарту мүмкіндігі.

5.9-сурет. Көлденең тұндыру камерасының схемасы

Бөлшектерінің мөлшері 20 мкм-ден асатын тозаңды ұстау үшін жалюзді аппараттар қолданылады. Бұл құрылғылардың пластиналар немесе сақиналар қатарынан тұратын жалюзді торы болады. Тазартылатын газ тордан өтіп, күрт бұрылыстар жасайды. Тозаң бөлшектері инерцияға байланысты бастапқы бағытты сақтауға тырысады, бұл газ ағынынан ірі бөлшектердің бөлінуіне әкеледі, олар көлбеу торлармен соқтығысып, жалюзи қалақтары арасындағы саңылаулардан бір шетке қарай ұшырылады (5.10-сурет). Жалюзді тордың қолданысы — газ ағынын екі бөлікке бөлу: біріншісі, көп мөлшердегі тозаңнан тазартылған және барлық газдың көлемінің 80—90 %-ын құрайды және екіншісі (10—20 %), онда газ құрамындағы тозаңның негізгі бөлігі шоғырланған, содан кейін циклонда немесе басқа тиімді тозаң жинағышта ұсталады. Циклонда тазартылған газ жалюзді тордың көмегімен тазартылған газдардың негізгі ағынына қайтарылады.

Жалюзи торының алдындағы газдың жылдамдығы тозаңның инерциялық бөліну әсеріне жету үшін жеткілікті деңгейде жоғары (15 м/с дейін) болуы керек. Тазарту дәрежесіне циклонға сорылатын газдардың қозғалыс жылдамдығы да әсер етеді. Тордың гидравликалық кедергісі 100–500 Па құрайды.

5.10-сурет. Жалюзді тозаң бөлгіш

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Жалюзді аппараттарда тазалау кезінде мынадай жұмыс көрсеткіштеріне қол жеткізіледі: тозаң бөлшектері 30 мкм болған кезде тиімділік шамамен 75 % құрайды, ал өлшемі 40 мкм бөлшектер үшін 85 % құрайды.

Жалюзді тозаң жинағыштардың артықшылықтарына мыналар жатады:

ықшамды конструкция;

төмен баға;

жеңдердің тозу деңгейін төмендету;

жөндеуге жарамдылығы жоғары.

Пассивті торлар электр энергиясын тұтынбайды, жылжымалы элементтері жоқ, төзімді металдардан жасалған. Технологияның әмбебап сипаты минералды және органикалық заттардың алуан түрін тазарту үшін ұқсас әдістерді қолдануға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлер

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады.

Құрамында агрессивті химиялық заттар бар газдарды тазарту үшін тозаңды құрғақ ұстау жеткіліксіз. Ащы реагенттер болған кезде ылғалды технология қажет, көбінесе белсенді компоненттерді бейтараптандыратын арнайы заттарды қолданады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.2.2. Циклондар

Сипаттау

Тозаң бөлшектерін кетіруге арналған циклон әртүрлі өндірістік кәсіпорындардың қызметінің нәтижесінде пайда болатын қатты бөлшектермен ластанудан ауаны және шығарылатын технологиялық газдарды тазартуға арналған негізгі аппараттардың бірі болып табылады. Конструкциясының қарапайымдылығына, жылжымалы тораптары мен механизмдерінің болмауына, топтар мен батареяларға біріктіру арқылы өнімділікті арттыруға болатын мүмкіндігіне байланысты құрғақ тазалау циклондары технологиялық және дайындама өндірісі процестерінде кеңінен қолданылады.

Техникалық сипаттама

Негізінен олар газдарды алдын-ала тазарту үшін қолданылады және тиімділігі жоғары құрылғылардың (мысалы, сүзгілер немесе электрсүзгілер) алдына орнатылады. Бөлінетін газ ағынынан бөлшектерді кетіру үшін циклон денесінің ішінде центрифугалық күштердің қос құйынды шұңғысын құруға негізделген инерция принципі қолданылады. Кіретін газ циклон түтігінің ішкі бетіне қатарлас циклон бойымен айналмалы қозғалысқа келтіріледі. Төменгі бөлігінде газ бұрылады және түтіктің ортасымен жоғары қарай айналады және циклонның жоғарғы жағынан шығады. Айналмалы газдың центрифугалық күшінің әсерінен газ ағынындағы бөлшектер циклонның қабырғасына қарай итеріліп шығарылады, бірақ циклон арқылы және циклоннан шығатын газдың сұйық кедергісінің күшіне қарсыласады. Ірі бөлшектер циклон қабырғасына жетіп, төменгі бункерге жиналады, ал ұсақ бөлшектер циклоннан бөлінетін газбен бірге шығады және оларды, мысалы, Қапшық сүзгілер, электрсүзгілер, скрубберлік жүйелер сияқты басқа тазалау әдістерімен кетіруге болады.

Циклондар газдарды 10 мкм-ден асатын тозаң бөлшектерінен 80-95 % тиімділікпен тазартуды қамтамасыз етеді.

Ылғалды циклондар қатты бөлшектердің салмағын арттыру және осылайша ұсақ тозаң бөлшектерін кетіру үшін бөлінетін газ ағынына су шашатын жоғары тиімді құрылғылар болып табылады.

Тозаң-газ ағындарының үлкен көлемін тазарту үшін, сондай-ақ мөлшері 10 мкм-ден аз бөлшектерді ұстау үшін жалпы тозаң бункерімен біріктірілген және газ ағынын бұрауға арналған арнайы құрылғылары бар циклондық элементтердің көп санынан тұратын батареялық циклондар (мультициклондар) қолданылады. Тазартуға берілетін газ тангенциалды немесе аксиалды түрде жүргізіледі, содан кейін газ қалақшалармен айналдырылады. Мультициклонның циклондық элементтері арасындағы газдың дұрыс таралуы өте маңызды фактор болып табылады, өйткені газдың әркелкі таралуы кезінде реверс болуы немесе газдың ластануы мүмкін. Мультициклондардың тиімділігі бөлшектердің мөлшеріне байланысты және 99 % - дан асуы мүмкін.

Өнімділікке байланысты циклондарды бір-бірден орнатуға болады (жалқы циклон) немесе екі, төрт, алты немесе сегіз циклоннан тұратын топтарға біріктіруге болады (топтық циклондар).

5.11-сурет. Циклон құрылғысының негізгі схемасы

Циклонның стандартты мөлшері циклонның цилиндрлік бөлігіндегі оңтайлы жылдамдықты ескере отырып өнімділікке қарай таңдалады.

Тазартылатын ауа шығынына байланысты циклондар 2, 4, 6 және 8 циклоннан тұратын бір немесе топтық нұсқада қолданылуы мүмкін. Циклонның типтік өлшемін таңдаған кезде, циклон диаметрін ұлғайтқанда ауаны тазарту дәрежесі төмендейтіні ескеріледі. Диаметрі 800 мм-ден аз циклондарды абразивті тозаңды ұстау үшін қолдану ұсынылмайды.

40 °С-ға дейінгі қоршаған орта температурасы кезінде циклондарды әзірлеуге арналған материал - көміртекті болат, 40 °С-дан төмен температурада - төмен қоспаланған болат.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға қатты бөлшектер шығарындыларын азайту. Келесі тазалау кезеңдерінің алдында (егер қолданылатын болса), ластағыш заттардың жүктемесін азайту. Циклондар өлшемі 5-25 мкм (мультициклондарды қолдана отырып 5 мкм) қатты бөлшектерді ұстау үшін қолданылады. Тиімділігі бөлшектердің мөлшері мен циклон құрылымына байланысты 60-99% аралығында болады және 300-ден 600 мг/Нм³-ке дейін болуы мүмкін.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Тозаңды ұстау дәрежесі көбінесе бөлшектердің мөлшеріне және циклонның құрылымына байланысты және ластағыш заттың жүктемесі өскен сайын артады: стандартты жекелеген циклондар үшін бұл мән шамамен 70-90 %, қалқыма бөлшектердің жалпы саны үшін 30-90 % құрайды.

Циклондарды пайдаланудың негізгі шарттары:

циклонның конустық бөлігінде тозаң жиналмауын қамтамасыз ету керек. Тозаңды циклон астында жинау үшін арнайы бункер қарастырылған;

циклонның төменгі бөлігіндегі ауаны соруға жол берілмейді. Тозаң жинайтын бункер герметикалық болуы керек. Бункерден тозаңды шығару клапандары кезектесіп жұмыс істейтіндей етіп реттелетін қосарлы жарқырақ-бекітпесі бар келтеқұбыр арқылы жүзеге асырылады;

циклондардың стандартты конструкциялары газдың температурасы 400 °С-тан аспайтын және қысымы (разряд) 2,5 кПа-дан аспайтын жағдайда жұмыс істей алады;

жоғары температуралы газбен жұмыс істегенде, ішіндегі циклондар отқа төзімді плиткалармен қапталады, ал газ шығаратын түтік ыстыққа төзімді болаттан немесе керамикадан жасалады. Сыртқы температура төмен болғанда циклон қабырғасының минималды температурасы шық нүктесінің температурасынан кем дегенде 20-25 °С-ға асуы керек. Бұл жағдайды қамтамасыз ету үшін циклондардың қабырғалары кейбір жағдайларда сыртынан жылу оқшаулағышпен жабылады;

диаметрі 800 мм және одан жоғары циклондарда жабыспайтын тозаң үшін бастапқы концентрация 400 г/Нм³ дейін рұқсат етіледі. Жабысқақ тозаң мен көлемі кіші циклондар үшін тозаң концентрациясы 2-4 есе төмен болуы керек;

циклон тұрақты газ жүктемесімен жұмыс істеуі керек. Ағынның айтарлықтай ауытқуы кезінде жекелеген элементтерді өшіру мүмкіндігі бар циклондар тобы орнатылуы керек;

циклондарды желдеткіштердің алдына орнату ұсынылады, сондықтан соңғысы тазартылған газбен жұмыс істейді және абразивті тозуға ұшырамайды;

циклондар ауа жылдамдығы жоғары, диаметрі кіші және цилиндрінің ұзындығы үлкен болғанда тиімді. Циклондағы ауа жылдамдығы 10 м/с бастап 20 м/с, ал орташа жылдамдығы - шамамен 16 м/с құрайды. Жылдамдық мәнінің ауытқуы (жылдамдықтың төмендеуі) тазалау тиімділігінің күрт төмендеуіне әкеледі.

Ұстау тиімділігін:

бөлшектердің мөлшерін және/немесе тығыздығын;

кіріс арнасындағы жылдамдықты;

циклон корпусының ұзындығын;

циклондағы газ айналымдарының санын;

циклон корпусының диаметрінің шығу саңылауының диаметріне қатынасын;

циклонның ішкі қабырғасының тегістігін арттыру арқылы жоғарылатуға болады.

Тиімділігі:

газдың тұтқырлығы артқанда;

циклон камерасының диаметрін ұлғайтқанда;

газ тығыздығын арттырғанда;

газ кіруіндегі канал көлемін ұлғайтқанда;

тозаңға арналған шығу тесігінде ауа жылыстағанда төмендейді.

Циклондарға техникалық қызмет көрсету талаптары төмен; циклонды эрозияға немесе коррозияға тексеру үшін оңай қолжетімділік қамтамасыз етілуі керек. Циклондағы қысымның төмендеуі үнемі бақыланады, ал тозаң жинау жүйесі бітеліп қалмау үшін тексеріледі.

Кросс-медиа әсерлер

Жиналған тозаңды процеске қайтару мүмкін болмаса, қалдықтар көбейеді. Циклондардың жұмысы шу көзі болып табылады, оны жабдықты қоршау арқылы азайту керек.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Циклондарды жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолдануға болады. Циклондар өлшемі PM₁₀ болатын қатты бөлшектерді кетіру үшін қолданылады. Ұсақ өлшемді бөлшектерді (РМ2,5) кетіру үшін тиімділігі жоғары мультициклондар қолданылады.

Циклондар агломерациялық қондырғылардағы тозаң концентрациясын тозаңның меншікті салмағына байланысты шамамен 60 %-дан 80 %-ға дейінгі тиімділікпен төмендете отырып, абразивті және ылғалды жағдайда жұмыс істейді. Нидерландының Иджмюйден қаласындағы Corus зауытында мультициклонның көмегімен шығуда 300 мг/Нм³концентрациясына қол жеткізілді.

Көптеген жағдайларда циклондар әдетте ауаның ластану нормаларына сәйкес келмейтін тиімділіктің төмен көрсеткіштеріне байланысты Қапшық сүзгілер (5.4.2.4-бөлімді қараңыз) және электрсүзгілер (5.4.2.3-бөлімді қараңыз) сияқты анағұрлым тиімді жүйелер үшін алдын ала тазартқыш ретінде қолданылады.

Пайдаланудың артықшылықтары:

шикізатты рекуперациялау (ұсталған тозаң бөлшектерін технологиялық процеске қайтару);

қозғалмалы бөлшектердің болмауы, сондықтан техникалық қызмет көрсетуге қойылатын талаптар төмен;

пайдалану шығындары аз;

инвестициялық шығындары аз;

ылғалды циклондарды пайдалануды қоспағанда, құрғақ жинау және жою;

орналастыру алаңына қатысты салыстырмалы түрде аз талап қойылады.

Қолданылуы:

майда дисперсті бөлшектерді тазарту тиімділігі салыстырмалы түрде төмен болуына;

қысымның салыстырмалы түрде қатты төмендеуіне;

тазартылатын газдардың құрамында жабысқақ немесе тұтқыр материалдардың болуына;

жабдықтың шулы жұмысына байланысты шектелуі мүмкін.

Экономика

Әдетте, қатты бөлшектердің концентрациясы төмен шығарылатын газдарды тазарту үшін қолданылатын жалқы конструкциялар концентрациясы жоғары бөлінетін газ ағынын тазарту үшін (ағын бірлігіне және тазартылған ластағыш заттардың мөлшеріне бйланысты) үлкен қондырғыға қарағанда қымбатырақ болады.

Мәселен, өткізу қабілеті 180043000 Нм³/с және қалдық тозаңдылығы 2,3 г/Нм³ және 230 г/Нм³ арасындағы жалқы циклон үшін тозаңды ұстау тиімділігі 90 %-ды құрайды. Өткізу қабілеті 36000 Нм³/с және 180000 Нм³/с шегіндегі мультициклондар үшін қалдық тозаңдылық және тиімділік көрсеткіштері жалқы циклонның көрсеткіштеріне ұқсас болады.

Пайдалану шығындары қысымның төмендеуіне, демек, электр энергиясының шығындарына байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Регенерациялау мүмкіндігімен қатты бөлшектердің шығарындыларын азайту (шикізат ретінде қайта пайдалану).

5.4.2.3. Электрсүзгілер

Сипаттау

Электростатикалық күштің көмегімен газдың шығарылатын ағынындағы қатты бөлшектерді тұту.

Техникалық сипаттама

Кетірілуі тиіс бөлшектер зарядталады, ал сүзгінің корпусына орнатылған арнайы электродтардың заряды басқа болады. Тозаңданған ауа сүзгі арқылы өткен кезде тозаң бөлшектері электродтарға тартылып, кейіннен қабылдау бункеріне шашылып түседі. Тазалаудың тиімділігі өрістердің санына, сүзгіде болу уақытына және бөлшектерді кетіруге арналған алдыңғы құрылғыларға байланысты болуы мүмкін. Электростатикалық сүзгілер электродтардан тозаң жинау әдісіне байланысты құрғақ немесе ылғалды болуы мүмкін.

Аглофабрикаларда бөлінетін газдардың үлкен көлемін тазарту үшін ең көп қолданылатын құрылғылар қатарынан орналасқан үш немесе төрт өрісі бар құрғақ электр сүзгілері болып табылады.

Электрсүзгі бірнеше жоғары вольтты тәждеуші электродтардан және сәйкес тұндыру электродтарынан тұрады. Бөлшектер зарядталады және кейіннен электродтар арасында пайда болған электр өрісінің әсерінен газ ағынынан шығарылады. Электродтар арасындағы электр өрісі жоғары вольтты тұрақты тоқ (100 кВ) арқылы жасалады. Іс жүзінде электрсүзгі бірқатар дискретті аймақтарға бөлінеді (әдетте беске дейін). Электрсүзгі құрылғысының схемасы төмендегі суретте көрсетілген.

5.12-сурет. Электрсүзгі құрылғысының схемасы (тек екі аймақ көрсетілген)

Бөлшектер газ ағынынан төрт сатыда шығарылады:

электр зарядын тозаң бөлшектеріне бағыттау;

электр өрісіне зарядталған тозаңды беру;

коллекторлық электродтың көмегімен тозаңды ұстау;

электрод бетінен тозаңды кетіру.

Тәждеуші электродтарды тозаңның жиналуын болдырмау үшін сілкілеу немесе дірілдету керек, сәйкесінше олардың механикалық беріктігі мұндай әсерге төтеп беруі керек. Тәждеуші электродтардың және олардың тірек құрылымының механикалық сенімділігінің маңызы зор, өйткені тіпті бір үзілген кабельдің өзі электрсүзгінің бүкіл электр өрісін қысқатұйықтай алады.

Электрсүзгінің өнімділігі Дейч формуласымен анықталады, оған сәйкес тиімділік тұндырғыш электродтардың жалпы бетінің ауданымен, газдың көлемдік шығынымен және бөлшектердің кезу жылдамдығымен анықталады. Осылайша, шөгінді электродтардың беткі қабатын ұлғайтудың тозаңның белгілі бір түрін ұстау үшін маңызы зор, сондықтан кеңейтілген электрод аралық кеңістікті пайдалану қазіргі заманғы тәсіл болып табылады. Өз кезегінде, бұл түзеткіш құрылғының конструкциясының сенімділігін және жұмысының дұрыс бақылануын қамтиды.

Қолданылатын түзеткіштердің конструкциясында электрсүзгінің әрбір аймағы немесе бір бөлігі үшін құрылғының жекелеген секцияларын қолдану көзделеді. Бұл кіру және шығу аймақтарында әртүрлі кернеулерді қолдануға мүмкіндік береді, өйткені шығу аймағында тозаң жүктемесі аз болады, сонымен қатар аймақтарға берілетін кернеуді ұшқынсыз біртіндеп арттыруға мүмкіндік береді. Жақсы дизайн сонымен қатар белгілі бір аймақтың электродтарына ұшқынсыз берілетін оңтайлы жоғары кернеуді қолдайтын автоматтандырылған басқару жүйелерін қолдануды білдіреді. Жоғары кернеулі ұшқындардың пайда болуынсыз және оның мәнін тұрақты өзгертпестен мүмкін болатын максималды беру үшін автоматты бақылау-өлшеу құрылғысы қолданылады. Тұрақты жоғары вольтты электрмен жабдықтау тозаңды ұстаудың оңтайлы тиімділігін қамтамасыз етуге мүмкіндік бермейді.

Тозаңның электрлік кедергісінің (электр өткізгіштігінің кері мәні) маңызы ерекше. Егер ол тым төмен болса, онда тұндырғыш электродқа жеткен бөлшектер зарядын оңай жоғалтады және тозаңның қайталама әкетілуі мүмкін. Тозаңның меншікті кедергісі жоғарылаған кезде электродта оқшаулағыш қабат пайда болады, ол қалыпты тәждеуге кедергі келтіреді және ұстау тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Негізінен тозаңның меншікті кедергісі жұмыс диапазонында болады, бірақ бөлшектердің физикалық сипаттамаларын жақсарту арқылы ұстау тиімділігін арттыруға болады. Ол үшін аммиак пен күкірт үштотығы кеңінен қолданылады. Температураны төмендету немесе газды ылғалдандыру арқылы меншікті қарсылықты азайтуға болады.

Электрсүзгінің өнімділігінің жоғары мәндеріне қол жеткізу үшін газ электр өрісінен тыс өтуге кедергі келтіретін ағынның біркелкілігін қамтамасыз ететін арнайы құрылғылар арқылы өткізіледі. Ағынның біркелкілігіне қол жеткізу үшін кіру газ құбырларының конструкциясы дұрыс болуы және электрсүзгінің кіруінде ағынды тарату құрылғылары болуы қажет.

Иондық абразивті өңдеу электрсүзгілері жоғары сепарациялау тиімділігін қамтамасыз ету үшін әдетте 100-150 кВ диапазонында жұмыс істейді. Тозаңсыздандырылатын газдардың температурасы жоғары (ыстық) және ылғалдылығы жоғары (дымқыл) болған кезде жұмыс істеу мүмкіндігі электр сүзгілерінің айрықша ерекшелігі болып табылады. Жиналатын тозаңның мөлшері – тозаңның әкетіндісі (қайта өңделетін шихта массасының пайызымен) немесе металдың тозаңға ауысуы металлургиялық агрегаттың түріне, шихтаның физика-химиялық сипаттамасына (жеңіл тікелей газға айналатын металдар мен қосылыстардың мөлшері, беріктігі, құрамы және т.б.), пирометаллургиялық процестің қарқындылығы мен сипатына және көптеген басқа факторларға байланысты болады. Тозаң әсіресе қарқынды түрде концентраттарды күйдіру және балқыту, тікелей газға айналдыру процестері сияқты технологиялық процестерде пайда болады.

5.8-кесте. Электрсүзгілерді пайдалануға байланысты тазалау тиімділігі және шығарындылар деңгейі

р/с №	Ластағыш зат	Тазалау тиімділігі, %	Ескертпе
р/с №	Ластағыш зат	Тазалау тиімділігі, %	Құрғақ сүзгі	Ылғалды сүзгі
1	2	3	4	5
1	<1 мкм	>96,5	Конфигурациясына және пайдалану шарттарына байланысты	Конфигурациясына және пайдалану шарттарына байланысты
2	2мкм	>98,3	<20мг/Нм³ дейін тазалау	<20мг/Нм³дейін тазалау
3	5мкм	>99,95	Конфигурациясына және пайдалану шарттарына байланысты	Конфигурациясына және пайдалану шарттарына байланысты
4	>10мкм	>99,95	Конфигурациясына және пайдалану шарттарына байланысты	Конфигурациясына және пайдалану шарттарына байланысты

Қол жеткізілген экологиялық пайда

ЭСС тозаң шығарындыларын >95 % тиімділікпен төмендетеді. Кейбір жағдайларда қолжетімді тиімділік – 99 % көп. MEEP өрістері бар ЭСС тек қалыпты пайдалану кезеңдерін ескере отырып және іске қосу мен тоқтатуды есепке алмай орташа есеппен жылына 20 мг/Нм³ бастап 50 мг/Нм³ дейінгі диапазондағы тозаң концентрациясына жетуі мүмкін. Бір зауыт үшін 2005 және 2007 жылдар аралығындағы тозаңның орташа тәуліктік концентрациясы 4,6 бастап 29,4 мг/Нм³дейінгі мөлшерді құрады

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Электр газын тазартудың негізгі артықшылықтары:

өндірімділік ауқымы кең – бірнеше м³/сағ бастап миллион м³/сағ;

тозаңнан тазарту тиімділігі 96,5 %-дан бастап 99,95 %-ға дейін өзгереді;

гидравликалық кедергісі – 0,2 кПа көп емес (төмен пайдалагу шығындарының негізгі себебі болып табылады);

электрсүзгілер құрғақ бөлшектерді, сұйықтық тамшыларын және тұман бөлшектерін ұстай алады;

электрсүзгілерде мөлшері 0,01 мкм-ден (вирустар, темекі түтіні) ондаған микронға дейінгі бөлшектер ұсталады.

Электрсүзгілер Ресей, ТМД елдері, Бельгия, Финляндия, Швеция, Ирландия кәсіпорындарында табысты пайдаланылып отыр.

Кросс-медиа әсерлер

Тозаң жинау тиімділігінің жоғарылауына қоса электр энергиясын тұтыну артады. Электр сүзгісіне қызмет көрсету кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін. Егер тозаңды қайта пайдалану мүмкін болмаса, оны қайта өңдеу қажет болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Электрсүзгілер өздерінің жоғары тиімділігіне, төмен гидравликалық кедергісіне, жоғары жұмыс қабілеттілігіне және энергетикалық тиімділігіне байланысты негізгі технологиялық жабдықтан бөлінетін газдардан тозаңды ұстауға арналған ең табысты қондырғыларға айналды.

Электрсүзгілерді жаңа және қолданыстағы қондырғыларға орнатуға болады. Жылжымалы қабатты электрсүзгілерді қолданыстағы электрсүзгінің соңғы өрісі ретінде немесе өз корпусындағы жеке блок ретінде орнатуға болады, бірақ кез келген түрін орналастыру және орнату мүмкіндігі белгілі бір орынға байланысты болады.

Экономика

Әрбір жеке жағдайда техниканың құны әртүрлі болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң шығарындыларын қайта пайдалану мүмкіндігімен азайту.

Егер тозаңды процеске қайтаруға болатын болса, шикізатты үнемдеу.

5.4.2.4. Қапшық сүзгілер

Сипаттау

Тығыз тоқылған немесе киізден жасалған матадан өткізу арқылы бөлінетін газдарды тозаңнан тазарту, нәтижесінде қатты бөлшектер сүзу немесе басқа тәсілдермен матада жиналады.

Техникалық сипаттама

Қапшық сүзгілер кеуекті матадан немесе киіз матадан жасалады, бөлшектерді кетіру үшін газ сүзгімен сүзіледі. Мата сүзгіні пайдалану бөлінетін газдың сипаттамаларына және максималды жұмыс температурасына сәйкес келетін матаны таңдауды қажет етеді. Әдетте Қапшық сүзгілер сүзгілеу материалын тазалау әдісіне сәйкес жіктеледі. Экстракцияның тиімділігін сақтау үшін матаны тозаңнан тазартып отыру керек.

Ең көп таралған тазарту әдістері - кері ауа ағыны, механикалық сілкілеу, діріл, төмен қысымды ауа пульсациясы және сығылған ауа пульсациясы. Акустикалық шөміштер сүзгі жеңдерін тазарту үшін де қолданылады. Стандартты тазалау механизмдері жеңнің бастапқы күйіне оралуын қамтамасыз етпейді, өйткені матаның тереңдігінде орналасқан бөлшектер талшықтар арасындағы тесіктердің мөлшерін азайтады, дегенмен бұл субмикронды буды тазартудың жоғары тиімділігімен қамтамасыз етеді.

5.13-сурет. Қапшық сүзгінің конструкциясы

Қапшық сүзгілердегі тазалау тиімділігі негізінен аппараттың жеңдері жасалатын сүзгілеу матасының қасиеттеріне, сондай-ақ бұл қасиеттер тазартылатын ортаның және ондағы қалқыма бөлшектердің қасиеттеріне қаншалықты сәйкес келетініне байланысты. Матаны таңдағанда газдардың құрамын, тозаң бөлшектерінің қасиеті мен мөлшерін, тазалау әдісін, қажетті тиімділігі мен экономикалық көрсеткіштерін ескеру қажет. Сондай-ақ, газдың температурасы, егер бар болса, газды салқындату әдісі, пайда болған су буы және қышқылдың қайнау температурасы ескеріледі.

5.9-кестеде тазалау кезінде кеңінен қолданылатын маталардың түрлері келтірілген.

5.9-кесте. Әртүрлі мата сүзгі жүйелерін салыстыру

р/с №	Параметрі	Өлш. бірл.	Импульстық тазалау сүзгісі	Шыны талшықты мембраналық сүзгі	Шыны талшықты сүзгі
1	2	3	4	5	6
1	Қап түрі	-	Полиэстер	Мембрана/ шыны талшық	Шыны талшық
2	Қап өлшемі	м	0,126 х 6	0,292 х 10	0,292 х 10
3	Қапқа жұмсалатын матаның ауданы	м²	2	9	9
4	Корпус	-	иә	жоқ	жоқ
5	Қысым түсуі	кПа	2	2	2,5
6	Ауаның матаға қатынасы	м/с	80 - 90	70 - 90	30 - 35
7	Жұмыс температурасының интервалы	°C	250	280	280
8	Қапты пайдалану мерзімі	ай	До 30	72 - 120	72 - 120

Сүзгі материалдарының әртүрлі түрлері қолданылатын бірнеше түрлі Қапшық сүзгі конструкциялары болады. Мембраналық сүзгілеу (беттік сүзу) технологияларын қолдану пайдалану мерзімін қосымша ұлғайтуға, температура шегін жоғарылатуға (260 °C дейін) және салыстырмалы түрде техникалық қызмет көрсету шығынын азайтуға мүмкіндік береді. Мембраналық сүзгілеу қап негіз материалына кіріктірілген кеңейтілген политетрафторэтиленнен (ПТФЭ) жасалған ультра жұқа мембранадан тұрады. Бөлінетін газ ағынындағы бөлшектер қаптің бетінде ұсталады. Ішкі бөлігінде жиналатын тұнбаның орнына немесе қаптің матасына кіріп кетудің орнына бөлшектер мембранаға соғылып, көлемі жағынан кішірек шөгінді түзеді.

Тефлон/шыны талшық сияқты синтетикалық сүзгілеу маталары Қапшық сүзгілердің ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ете отырып процестердің кең спектрінде пайдалануға мүмкіндік береді. Заманауи сүзгілеу материалдарының тиімділігі жоғары температурада немесе абразивті жағдайда жеткілікті деңгейде жоғары болады, ал мата өндірушілер белгілі бір қолданысқа арналған материалды анықтауға көмектесе алады. Тозаң түріне сәйкес тиісті конструкцияны қолданған кезде, ерекше жағдайларда тозаң шығарындыларының өте төмен деңгейі қамтамасыз етілуі мүмкін. Қапшық сүзгілердің жоғары сенімділігі және ұзақ қызмет ету мерзімі заманауи Қапшық сүзгілердің шығындарын өтейді. Тозаң шығарындыларының төмен деңгейіне қол жеткізу өте маңызды, өйткені тозаңда айтарлықтай мөлшерде металл болуы мүмкін. Тазартылмаған газдардың атмосфераға жылыстап кетуіне жол бермеу үшін тарату коллекторларының деформациясының әсерін және қаптардің дұрыс герметикалануын ескеру қажет.

Белгілі бір жағдайларда сүзгілердің бітеліп қалу себебіне (мысалы, жабысқақ тозаң болған жағдайда немесе конденсация температурасындағы ауа ағындарында қолданған кезде) және отқа шыдамайтынына байланысты, бұл сүзгілер кез келген мақсатта қолдануға жарамайды. Сүзгілерді қолданыстағы Қапшық сүзгілермен бірге пайдалануға болады және оларды жаңартуға болады. Атап айтқанда, жыл сайынғы техникалық қызмет көрсету кезінде қапты тығыздау жүйесін жақсартуға болады, ал сүзгілегіш қаптарды стандартты ауыстыру кестелеріне сәйкес заманауи материалдармен ауыстыруға болады, бұл болашақ шығындарды да төмендетуі мүмкін.

Қолданылатын сүзгілердің ең көп таралған түрі қап түріндегі Қапшық сүзгілер болып табылады, бұл ретте матадан жасалған бірнеше жекелеген сүзгілегіш элементтер бір топқа бірге орналастырылады. Қапшық сүзгілер парақтар немесе картридждер түрінде де болуы мүмкін.

Сүзгі бірнеше секциядан тұрады, олардың бір бөлігі тазартылатын газды сүзу режимінде, ал екінші бөлігі регенерациялау режимінде, яғни қаптарда тұтылған тозаңды кетіру режимінде жұмыс істейді. Тазалау режимінде тозаңданған газ қаптің тесіктері арқылы сүзіледі, ал тозаң оның бетіне шөгеді. Уақыт өте келе жеңнің гидравликалық кедергісі жиналған тозаң қабатына қоса ұлғаяды және шөгу әсері өседі. Бұл ретте сүзгінің газды өткізу қабілеті едәуір төмендейді және тозаңды механикалық (сілкілеу, бұрау) және (немесе) аэродинамикалық (сығылған ауамен импульсті үрлеу) тәсілмен кетіру үшін секцияны регенерациялау үшін тоқтатады. Өңделетін газ ағыны қаптің ішінен сыртқа немесе қаптің сыртынан ішке қарай бағытталуы мүмкін. Келіп түскен пайдаланылған ірі бөлшектер ұсталған жағдайда, салыстырмалы түрде Қапшық сүзгіге жүктемені азайту үшін, әсіресе кірудегі бөлшектердің концентрациясы жоғары болған кезде, механикалық коллекторлар (циклондар, электростатикалық сүзгілер және т.б.) қосымша алдын ала тазалау үшін пайдаланылуы мүмкін.

Мониторинг

Сүзгінің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін келесі функциялардың біреуін немесе бірнешеуін қолдану керек.

Сүзгі материалын таңдауға және бекіту және тығыздау жүйесінің сенімділігіне, тиісті техникалық қызмет көрсету жүргізілуіне ерекше назар аударылады. Қазіргі заманғы сүзгілеу материалдары, қағида бойынша, өте берік және ұзақ уақытқа шыдайды. Көп жағдайда заманауи материалдарға жұмсалған қосымша шығындар ұзақ қолданылу мерзімімен өтеледі.

Жұмыс температурасы газдың конденсация нүктесінен жоғары. Ыстыққа төзімді жеңдер мен бекітпелер жоғары жұмыс температурасында қолданылады.

Сүзгінің бұзылуын анықтау үшін оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғыларды пайдалану және тозаңның құрамын ұстау арқылы үздіксіз бақылау. Қажет болса, құрылғының тозған немесе зақымдалған қаптары бар жеке секцияларды анықтауы үшін ол сүзгіні тазалау жүйесімен өзара әрекеттесуі керек.

Қажет болса, газды салқындатуды және ұшқынды сөндіруді қолдану. Циклондар ұшқынды сөндіруге арналған қолайлы құрылғылар болып саналады. Қазіргі заманғы сүзгілердің көпшілігі бірнеше бөліктерде орналасқан, сондықтан қажет болған жағдайда зақымдалған бөліктерді оқшаулауға болады.

Өртті анықтау үшін температура мен ұшқын мониторингін қолдануға болады. Өрт шығу қаупі туындаған жағдайда инертті газдар жүйесін қарастыруға немесе бөлінетін газға инертті материалдарды (мысалы, кальций гидроксиді) қосуға болады. Матаның есептелген шектен тыс қызып кетуі улы газ тәрізді шығарындыларды шығаруы мүмкін.

Тазалау механизмін бақылау үшін қысымның төмендеуін бақылау қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өлшемі 2,5 мкм-ге дейінгі қатты бөлшектерді жою. Белгілі бір газ тәрізді ластағыш заттарды жою Қапшық сүзгілері бар тозаңтұтқыш камерадан кейін орналасқан және қосымша материалдарды енгізуге байланысты, оның ішінде әк/натрий бикарбонатын абсорбциялау және құрғақ үрлеумен байланысты жүйелермен біріктірген жағдайда мүмкін болады.

Қапшық сүзгінің бөлінетін газдар ағынында тозаң деңгейін және бір мезгілде ауыр металл шығарындыларын азайтуда тиімділігі жоғары. Қоспалармен күшейтілген Қапшық сүзгілер сонымен қатар ПХДД/Ф, тұз қышқылының (HCl), плавикті қышқылдың (HF) және аз мөлшерде күкірт қышқылының (SO₂) шығарындыларын азайтады. Атап айтқанда, ПХДД/Ф шығарындылары едәуір азайтылуы мүмкін.

Әк пен көміртекті қосу диоксин шығарындыларын <0,1 нг I TEQ/Нм³ дейін төмендетуге мүмкіндік береді. Ұшпа ауыр металдар мен ҰОҚ құрамында көміртегі бар қоспалар мен цеолитті қолдану арқылы бір уақытта азайтылады. Мысалы, сынап мөлшері 80–95 %-ға төмендейді.

SO₂-ні сөнген әктің көмегімен шамамен 30–80 %-ға азайтуға және натрий бикарбонатының көмегімен 90 %-ға дейін азайтуға болады.

Қосылатын әктің немесе натрий бикарбонатының мөлшеріне қарай CO₂шығарындылары бойынша нәтиже 100 мг/Нм³ бастап 500 мг/Нм³дейінгі диапазонда болуы мүмкін. Келіп түсетін SO₂мөлшеріне қарай іс жүзінде SO_X-нің 350 мг/Нм³аз орташа тәуліктік мәніне қол жеткізілді. Әк қосқанда HF 0,2–1 мг/Нм³ шығарындылар концентрациясына және HCl 1-10 мг/Нм³ шығарындылар концентрациясына (орташа есеппен бір тәулікте) қол жеткізуге болады.

Қапшық сүзгілерді қолдану құрамында ауыр металдар бар диоксиндер мен қалдықтардың рециркуляциясын арттыруға көмектеседі. Бір мысалда домна газынан шыққан рециркуляцияланған тозаңның мөлшері жылына 6000 тоннадан 39000 тоннаға дейін ұлғайтылды.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Белгілі бір газ тәрізді ластағыш заттарды жою Қапшық сүзгілері бар тозаңтұтқыш камерадан кейін орналасқан және қосымша материалдарды енгізуге байланысты, оның ішінде әк/натрий бикарбонатын абсорбциялау және құрғақ үрлеумен байланысты жүйелермен біріктірген жағдайда мүмкін болады. Қапшық сүзгілерді пайдаланған кезде шламдар мен сарқынды суларды тазарту қажет болмайды.

Кросс-медиа әсерлер

Сүзгілеу матасын, егер оны регенерациялау мүмкін болмаса, әрбір 2-4 жыл сайын ауыстырып тұру керек (қолданылу мерзімі әртүрлі факторларға байланысты). Қосымша энергия тұтынуға әкелетін тарту арқылы өтеуге болатын қысымның түсуі. Мата сүзгілері майда дипсерсті бөлшектерді ұстауда өте тиімді болғандықтан, олар субмикрондық бөлшектер түрінде түтін газдарының тозаңында болатын ауыр металдардың шығарындыларын азайтуда да тиімді.

Сонымен қатар тазарту циклі үшін сығылған ауа шығыны артуы мүмкін.

Техникалық қызмет көрсету кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске (қолданылатын сүзгі қаптарының түрі мен санына) байланысты. Сүзгілердің құны жабдықтың тиімділігіне (сүзгіге жүктеме), қолданылатын тазарту жүйелеріне (интеграцияланған немесе қосалқы), сондай-ақ сүзгінің дифференциалды қысым көрсеткішіне байланысты. Инвестициялық шығындарды төмендету жоғарыда аталған факторлардың тығыз өзара әрекеттесуін ұйымдастыру арқылы, атап айтқанда дифференциалды қысымның ең төменгі мәндері және тазалау кезінде ауа үшін минималды, сондай-ақ ауа-қаптаманың мүмкін болатын ең жоғары қатынастары арқылы мүмкін болады.

Ағынды беру блогы бар Қапшық сүзгінің құнын бағалау кезінде бұл қондырғылар тозаңды бөлу үшін ғана емес, сонымен қатар ПХДД/Ф, ауыр металдардың және HF, HCl және SO₂сияқты қышқыл газдардың мөлшерін азайту үшін де қолданылатынын есте ұстаған жөн.

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнаманың талаптары. Ресурстарды үнемдеу.

5.4.2.5. Ылғалды скрубберлер

Сипаттау

Газдарды қолайлы сұйықтыққа, көбінесе суға немесе сулы ерітіндіге тасымалдау арқылы технологиялық бөлінетін газдан немесе бөлінетін газ ағынынан қатты ластағыш заттарды кетіру.

Техникалық сипаттама

Бөлшектерді ылғалды скрубберлермен ұстау үш негізгі механизмді қолдануды қамтиды: инерциялық соқтығысу, ұстау және тарату. Жиналған бөлшектердің мөлшері, сондай-ақ олардың сулану қабілеті аса маңызды болады. Радиалды ылғалды скруббер құрылғысының схемасы 5.14-суретте көрсетілген.

5.14-сурет. Радиалды ылғалды скруббер

Ылғалды скрубберлер газды салқындату, қанықтыру және алдын ала тазарту үшін, мысалы, ылғалды электрсүзгілердің алдына орнатылған кезде қолданылады. Олардың айрықша ерекшелігі - шлам түрінде аппараттардан шығарылатын ұсталған бөлшектерді сұйықтықпен қармау. Ылғалды тозаң тұтқыштарда суару сұйықтығы ретінде көбінесе су қолданылады.

Газдарды бірге тозаң жинау және химиялық тазарту кезінде суару сұйықтығын (абсорбентті) таңдау абсорбция процесіне байланысты болады.

Ылғалды құрылғылардың келесі артықшылықтары бар: құрылысы қарапайым және салыстырмалы түрде құны төмен; инерциялық типтегі құрғақ механикалық тозаң жинағыштармен салыстырғанда тиімділігі жоғары; мата сүзгілермен және электрсүзгілерімен салыстырғанда көлемі ықшамды; жоғары температурада және жоғары ылғалдылықта газдарды пайдалану мүмкіндігі; қалқыма бөлшектермен бірге буды және газ тәрізді компоненттерді ұстау. Типтік мысалдары: Вентури скруббері немесе қысым түсуі реттелетін радиалды скруббер.

Ең қарапайым Вентури скрубберінде (рисунок 5.15, а) Вентури құбыры (5.15-сурет, б) жіне тік ағынды циклон болады.

1-конфузор, 2-мойны, 3-диффузор, 4-су беру, 5-тамшы ұстағыш;

а-жалпы түрі, б-қалыптанған Вентури құбыры

5.15-сурет. Вентури скруббері

Вентури құбыры суармалау құрылғысы орнатылатын жылдамдықты үлкейту үшін қолданылатын конфузордан, коагуляция процестері жүретін мойыннан тұрады, сондай-ақ, жылдамдықты төмендету арқылы мойындағы газдың жоғары жылдамдығын жасауға жұмсалған қысымның бір бөлігі қалпына келтіріледі. Газды тангенциалды енгізу тамшы ұстағышта газ ағыны айнала бастайды, нәтижесінде ылғалданған және үлкейтілген тозаң бөлшектері қабырғаларға лақтырылады және тамшы ұстағыштан шлам түрінде үздіксіз шығарылады.

Орталықтан тепкіш скрубберлерде газдарды салқындатумен қатарлас олардан SO₂адсорбциялау жүреді. Тазалау дәрежесінің төмендігіне байланысты ЦС-ВТЦ типті орталықтан тепкіш скрубберлер тозаң ұстағыш аппараттар ретінде қазіргі уақытта қолданылмайды, алайда олар Вентури скрубберлерінде тамшы ұстағыш ретінде кеңінен қолданылады. Бұл жағдайда суаруға су берілмейді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ылғалды тозаң жинағыштар конструкциясыы бойынша қарапайым, бірақ сонымен бірге ең күрделі құрғақ тозаң жинағыштарға тән тиімділікке ие болады. Оларды тікелей химия зауытында жасау оңай; қағида бойынша, оларда көбінесе құрғақ тозаң жинағыштар жабдықталатын жылжымалы тораптар болмайды (мысалы, Қапшық сүзгілердегі сілкілеу тораптары).

Құрғақ типтегі аппараттармен салыстырғанда ылғалды тозаң жинағыштардың артықшылықтары:

қалқыма бөлшектерді ұстаудың жоғары тиімділігі;

газдарды ұсақ бөлшектерден тазарту мүмкіндігі (ең үздік ылғалды құрылғыларда өлшемдері шамамен 0,1 мкм болатын бөлшектерді кетіруге болады);

жоғары температурада және жоғары ылғалдылықта газдарды тазартуға болатыны.

Кемшіліктері:

сарқынды суларды өңдеу қажеттілігіне байланысты, яғни процесті қымбаттата отырып шлам түрінде ұсталған тозаңды шығару;

сұйықтық тамшыларын әкету және оларды газ құбырлары мен түтін сорғыштардағы тозаңмен тұндыру мүмкіндігі;

агрессивті газдарды тазарту жағдайында жабдықтар мен коммуникацияларды коррозияға қарсы материалдармен қорғау қажет.

Ылғалды тозаң тұтқыштарда суару сұйықтығы ретінде көбінесе су қолданылады. Газдарды бірге тозаң жинау және химиялық тазарту кезінде суару сұйықтығын (абсорбентті) таңдау абсорбция процесіне байланысты болады.

Тозаңданған газ ағынының сұйықтықпен жанасуы нәтижесінде ылғалды тозаң жинағыштарда фазааралық байланыс беті пайда болады. Әр түрлі аппараттарда фазалық жанасу бетінің сипаты әртүрлі: ол газ ағындарынан, көпіршіктерден, сұйық ағындардан, тамшылардан, сұйықтық үлдірлерінен тұруы мүмкін. Тозаң тұтқыштарда әртүрлі беттер болатындықтан, оларда тозаң әртүрлі механизмдер арқылы ұсталады.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Вентури скрубберлері жоғары тиімділікпен жұмыс істей алады (бөлшектерінің орташа өлшемі 1-2 мкм болатын тозаңдарда 96–99 %) және газдағы бастапқы концентрациясының кең ауқымында: 0,05–100 г/м³жоғары дисперсті тозаң бөлшектерін ұстайды (субмикрондық өлшемдерге дейін). Газды тазалау режимінде жұмыс істегенде, мойындағы газдардың жылдамдығы 100–150 м/с шегінде, ал меншікті су шығыны – 0,5–1,2 дм³/м³ шегінде сақталуы тиіс. Бұл қысымның үлкен айырмашылығын қажет етеді (Dр=10÷20 кПа), демек, газды тазарту үшін айтарлықтай энергия шығындарын қажет етеді. SO₂ сумен ұстау деңгейі әдетте 40–50 %-ды құрайды.

Кросс-медиа әсерлер

Ылғалды тазартылған газдардың атмосферада таралу жағдайлары нашарлауы мүмкін (қосымша тазалау қажет болуы мүмкін). Энергия шығындары көп (әсіресе турбулентті тозаң жинағыштар үшін).

Суды тұтыну көбінесе газ тәрізді қосылыстардың кіру және шығу концентрациясына байланысты. Булану шығындары негізінен кіретін газ ағынының температурасымен және ылғалдылығымен анықталады. Бөлінетін газ ағыны көп жағдайда су буымен толығымен қаныққан болады. Әдетте рециркуляциялық сұйықтықты оның ыдырауына және булану шығындарына байланысты тазарту қажет.

Сіңіру нәтижесінде қалдық сұйықтық пайда болады (сарқынды сулар мен шлам түрінде), егер оны қайта пайдалану мүмкін болмаса, оны одан әрі өңдеуді немесе жоюды қажет етеді (әсіресе агрессивті компоненттер болған кезде). Бұл әдісті қолдану кезінде туындайтын проблема эрозия болып табылады, ол арнадағы жоғары жылдамдыққа байланысты болуы мүмкін. Бұл коррозияға қарсы және кейбір жағдайларда қымбат және тапшы құрылымдық материалдарды қолдану қажеттілігін тудырады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жаңғырту кезінде және жаңа құрылыс кезінде қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфералық ауаға шығарындыларды азайту.

Экологиялық заңнаманың талаптары.

Экономикалық пайда.

5.4.2.6. Импульстік тазарту жүйесі бар сүзгілер

Сипаттау

Импульстік Қапшық сүзгі ауа массасын әртүрлі майда дисперстік тозаң-тозаңнан тазартуға арналған. Бұл құрылғыларға сығылған ауа массасымен импульстік үрлеп тазалауды регенерациялау жүйесі монтаждап қойылған. Металл тіректердегі жеңдер тазартқыш элемент ретінде жұмыс істейді.

Техникалық сипаттама

Тозаң қабатының жиналуына байланысты тазалау тиімділігінің төмендеп кетуін болдырмау үшін Қапшық сүзгілерді импульстік үрлеп тазалау қолданылады. Оны пайдалану жабдықтың жұмыс қабілеттілігін қалпына келтіруді және тазалау тиімділігінің төмендеуін болдырмауды қамтамасыз етеді.

Құрылымдық элементтерін сипаттау Қапшық сүзгінің жұмыс істеу қағидатын түсінікті етеді:

Тозаңданған ағын аппараттың кіру клапанына жіберіледі. Қолда бар инфрақұрылымға байланысты көмекші элементтер – пневматикалық сорғылар, компрессорлар, қысымды желдеткіштер, өзге де айдағыштар пайдаланылуы мүмкін. Жоғары температуралы ағынды өңдеу жағдайында сүзгіге таза салқын/атмосфералық ауаны қосу жүзеге асырылуы мүмкін.

Ауа ағыны тығыз тоқыма емес жеңдердің сыртқы бетімен жанасады, тозаң бөлшектері қаптардың сыртына қонады, ал таза ауа қаңқалардың ішіне өтіп, таза камераға түседі, ол жерден өндірістік үй-жайға немесе сыртқы атмосфераға шығарылады.

Тозаң қосындылары жеңдердің бетіне қонған сайын, ұлғайып келе жатқан механикалық тосқауылдан ауаның "өтуі" қиындай түседі және аппараттың өнімділігі төмендейді - жеңдерді регенерациялау қажет.

Имплементацияланған регенерация жүйесіне байланысты кері импульсті үрлеу, шайқау немесе сүзгі элементтеріне басқа әсер ету жүргізіледі, мұның өзі олардың бетін тозаңнан тазартуға және құрылғының номиналды ПӘК қалпына келтіруге мүмкіндік береді.

Тозаң бункерге түседі, цикл қайталанады.

Мынадай диапазондағы техникалық сипаттамалары бар тозаң тұтқыштар ерекшеленеді:

орта бойынша өнімділігі – 100 000 м³/сағ дейін;

дисперстігі/ұсталатын тозаңның өлшемі> 0,5 мкм;

тозаңдылығы кез келген деңгейдегі ауа ағындарымен жұмыс істеу;

жеңдерді өздігінен тазартудың импульстік әдісі – арнайы конструкциялы Вентуридің тегіс саптамаларын қолданудың арқасында картридждерден тозаңды кетірудің үздіксіздігі, жоғары жылдамдығы және тиімділігі;

сүзгіш материал – инетесімді тоқылмаған талшық;

температурасы 200 градус Цельсияға дейінгі ағындарды өңдеу мүмкіндігі;

электрондық контроллер арқылы аппаратты басқару жүйесін автоматтандыру;

опциондық – агрегатты басқару үшін контроллермен үйлесімді дифференциалды манометрді орнату;

опциондық – тозаң жинағыш бункерге діріл жүйесін орнату – жоғары адгезиялы тозаңның қабырғаларға жабысып қалуын болдырмау үшін. Бункерді тозаңды үздіксіз түсіруге арналған иірмекпен жабдықтауға болады;

сенімділік, ықшамдылық және беріктік;

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Тозаңсыздандыру тиімділігі – 99.9 %-ға дейін (пайдалану қағидалары сақталған жағдайда және сүзгі тиісті деңгейде бапталған/тураланған кезде).

Кросс-медиа әсерлер

Мәліметтер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң шығарындыларын азайту.

5.4.2.7. Ұсақкөзді керамикалық және металл сүзгілер

Сипаттау

Жұмыс істеу қағидаттары, жалпы құрылысы және тазалау мүмкіндіктері тұрғысынан ұсақ көзді керамикалық сүзгілер Қапшық сүзгілерге ұқсас. Оларда металл қаңқларадағы мата жеңдерінің орнына формасы білтеге ұқсайтын қатты сүзгіш элементтер пайдаланылады.

Техникалық сипаттама

Осындай сүзгілердің көмегімен майда дисперстік бөлшектер, оның ішінде PM₁₀сүзіледі. Сүзгілердің термиялық төзімділігі жоғары және көбінесе жұмыс температурасының жоғарғы шекарасын айқындайтын сүзгі корпусы болып табылады. Жоғары температура жағдайында тірек құрылымының ісінуі де маңызды фактор болып табылады, өйткені корпустағы сүзгі элементтерінің герметикалығы бұзылады, мұның өзі тазартылмаған газдың тазартылған газ ағынына қосылып кетуіне әкеледі. Істен шығуларды нақты уақыт режимінде анықтау жүйелері Қапшық сүзгілерге ұқсас қолданылады. Керамикалық және металл торлы сүзгілер Қапшық сүзгілер сияқты иілгіш емес. Мұндай сүзгілерді үрлеп тазалау кезінде ұсақ тозаң мата сүзгідегідей тиімділікпен жойылмайды, мұның өзі сүзгінің ішінде майда тозаңның жиналуына және осылайша оның өнімділігінің төмендеуіне әкеледі. Бұл өте ұсақ тозаңның жиналуына байланысты орын алады.

Керамикалық сүзгілер алюминий силикаттарынан жасалады және химиялық немесе қышқылға төзімділікті жақсарту немесе басқа ластағыш заттарды сүзу үшін әртүрлі сүзгіш материалдар қабатымен жабындалуы мүмкін. Сүзгіш элементтермен жаңа кезінде салыстырмалы түрде жұмыс істеу оңай, бірақ жоғары температураға ұшырағатылғаннан кейін олар осал болып қалады және техникалық қызмет көрсету кезінде немесе тазалау әрекеттері кезінде абайсызда зақымдап алуға болады. Жабысқақ тозаңның немесе шайырдың болуы әлеуетті проблема болып табылады, өйткені оларды әдеттегі тазалау кезінде сүзгіден шығару қиын, ал бұл қысымның төмендеуіне әкелуі мүмкін. Температураның сүзгіш материалға әсер ету нәтижесі жинақталады, сондықтан қондырғыны жобалау кезінде оны ескеру қажет. Тиісті материалдар мен конструкцияларды қолданған кезде шығарындылардың өте төмен деңгейіне қол жеткізуге болады. Шығарындыларды азайту маңызды фактор болып табылады, өйткені тозаңның құрамында көп мөлшерде металл болады.

Жаңартылған металл торлы сүзгінің жоғары температура жағдайындағы нәтижесі де осыған ұқсас. Технологияның дамуы тиісті аймақ пайдаланудан шығарылған кезде тазалау жүргізілгеннен кейінгі тозаң қабығының тез пайда болуын қамтамасыз етеді.

Кейбір жағдайларда сүзгіш материалдың бітеліп қалуы мүмкін болғандықтан (мысалы, жабысқақ тозаң немесе шық нүктесіне жақын ауа ағындарының температурасы), бұл әдістер кез келген пайдалану жағдайына сәйкес келмейді. Олар қолданыстағы керамикалық сүзгілерде қолданылуы мүмкін және оларды өзгертуге болады. Атап айтқанда, жоспарлы техникалық қызмет көрсету кезінде тығыздау жүйесін жақсартуға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

ЦФ2-6–1 орталықтан тепкіш сүзгіні құмды пневмотасымалдау жүйесі жағдайында өнеркәсіптік сынау, алты арналы орталықтан тепкіш сүзгідегі құм бөлшектерінен газ-тозаң ағынын тазарту тиімділігі 98,65 %-ға жеткенін анықтауға мүмкіндік берді. Орталықтан тепкіш сүзгіден және ФКИ керамикалық импульстік сүзгіден тұратын газды тазартудың екі сатылы жүйесін қолдану, ағынның бастапқы тозаңдылығы 127878 мг/м³болған кезде осындай қондырғының шығуында қатты бөлшектердің қалдық концентрациясын 5 мг/м³ жеткізуге мүмкіндік береді. Керамика негізді қатты сүзгіш элементтерді температурасы 1000 °С дейінгі газдарды тазарту үшін қолдануға болады.

2004 жылы Молдавия металлургия зауытында диаметрі 1200 мм болатты вакуумдау қондырғысының циклоны ЦФ1-4–10 ортадан тепкіш сүзгісіне ауыстырылды. Циклонды ауыстыру тазарту үшін тоқтатпай газсыздандыру циклдарының санын 4 есе арттыруға мүмкіндік берді.

Кросс-медиа әсерлер

Тозаң жинау тиімділігінің жоғарылауымен электр энергиясын тұтыну артады. Су объектілеріне металдар мен басқа заттардың төгілуін болдырмау үшін одан әрі өңдеуді қажет ететін сарқынды сулардың пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайда техниканың құны әртүрлі, бірақ процестер үнемді жұмыс істейді.

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң шығарындыларын азайту. Егер тозаңды процеске қайтаруға болатын болса, шикізатты үнемдеу.

5.4.2.8. Тозаң, күкірт аз бөлінетін және NO_X түзілу қасиеті төмен отынды немесе отындардың комбинациясын пайдалану

Сипаттау

Технологиялық газдарды басқару жүйесі шойын және болат өндірісінің технологиялық газдарын олардың болуына (қолжетімділігіне) байланысты қайта қыздыру және/немесе термоөңдеу пешінде бағыттауға мүмкіндік береді. Шойын мен болат өндірісінің құрамындағы тозаң мен күлдің мөлшері орташа төмен, сондай-ақ күкірттің орташа мөлшері төмен және NO_X түзілу қасиеті төмен технологиялық газдары іріктеп алынады.

Техникалық сипаттама

Технологиялық газды басқару жүйесі:

толық циклді металлургиялық зауыт жағдайында технологиялық газдарды басқару жүйесі осы газдардың тиімді пайдаланылуын оңтайландыру мақсатында қайта қыздыру және/немесе термиялық өңдеу пешінде шойын мен болат өндірісінің газдарын бағыттауға мүмкіндік береді.

Мақсаттардың басымдылығы келесідей түрде анықталады:

болат өндіру процестерінде газдардың жылу потенциалын ішкі пайдалану;

технологиялық газдарды байыту кезінде көмекші отын ретінде және бөлек жағылатын отын ретінде табиғи газды және басқа отын түрлерін пайдалануды барынша азайту;

алауда жағу кезінде энергия ысырап болмауы үшін бу және/немесе электр энергиясын өндіруде газдарды оңтайлы пайдалану;

технологиялық процеске интеграцияланған техникалардың көмегімен отын газын пайдалануды азайту.

Қара металлургиядағы үш негізгі технологиялық газдың (мысалы, кокс пештерінің газы, домна газы және оттегімен қамтамасыз етілген негізгі болат балқыту пешінің газы) химиялық құрамы мен сипаттамалары әртүрлі (мысалы, жылу шығару қабілеті) және кейбір айырмашылықтарды теңестіру және жылу шығару қабілетін арттыру үшін домна газын байыту үшін пешке қайта қыздыру және термиялық өңдеу алдында араластыруға болады. Технологиялық газдарды үздіксіз жеткізумен қамтамасыз ету үшін қосалқы отынмен де (мысалы, табиғи газ немесе сұйық отын) толықтыруға болады.

Әртүрлі газдардың сапасы (жылу шығару қабілеті мен құрамы) мен көлемі айтарлықтай ерекшеленеді және бұл факторлар отынның тиімді пайдаланылуына әсер етеді.

Болат құю өнеркәсібіндегі энергияны басқарудың негізгі мақсаты технологиялық газдарды тиімді бөлу және пайдалану болып табылады. Әрбір объект толық циклді металлургия зауыттарының әртүрлі конфигурацияларын ескере отырып, бүкіл объект үшін ең қолайлы жеке энергия тұтынуды басқару жүйесін айқындайды.

Қара металлургияның технологиялық газдары қара металлургияның одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын қайта қыздыру және термоөңдеу пештерінде бөлек немесе қосалқы газдармен (мысалы, табиғи газ, сұйытылған газ) бірге пайдаланылғанда, газдар құрамында тозаң мен күлдің орташа мөлшері төмен және күкірттің орташа мөлшері төмен болатындай етіп өңделеді.

Кокс газы

Кокс газындағы күкірт қыздыру пештерінен шығарылатын SO₂ шығарындыларының негізгі көзі болып табылады. ЕҚТ күкіртсіздендіру арқылы кокс газындағы күкіртті азайтуды білдіреді.

Сұйытылған газ (домна газы және оттегімен қамтамасыз етілген негізгі болат балқыту пешінің газы). Домна газы мен оттегімен қамтамасыз етілген негізгі болат балқыту пешінің газының құрамында күкірт төмен концентрацияда болады. Дегенмен, бұл газдарды тазарту тозаң шығарындыларын азайту үшін жүзеге асырылады. Домна газы мен оттегімен қамтамасыз етілген негізгі болат балқыту пешінің газын тазарту үшін қолдана отырып, жаңа және жұмыс істейтін қондырғылар үшін құрғақ тозаңсыздандыру әдістерін (мысалы, электрсүзгі) немесе жұмыс істеп тұрған қондырғылар үшін ылғалды тозаңсыздандыру әдістерін (мысалы, ылғалды электрсүзгі немесе скруббер) қолдана отырып жақсы нәтижеге қол жеткізуге болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергетикалық ресурстарды тиімді пайдалану.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ешқандай ақпарат ұсынылған жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

NO_X түзілуі туралы айтатын болсақ, кейбір жану газдары әртүрлі әрекет етеді. Мысалы, NO_X көп шығарындылары пеште пайдаланылатын отын қоспасындағы кокс газының көп мөлшерде пайдаланған кезде бөлінетіні байқалады.

Кокс газын пайдаланған кезде NO_X шығарындыларының көп бөлінуінің екі себебі бар: жалынның жоғарырақ температурасы және отын азоты. Пайдаланылған газдардың құрамы жалынның температурасына байланысты. Метан (табиғи газ) қағида бойынша жылдам жанатын және NO_X көп бөлінетін H₂(мысалы, кокс газы) құрамы жоғары отынмен салыстырғанда салыстырмалы түрде баяу жанады. Жанарғының түрі қолда бар отынға сәйкес келуі керек. Отындық NO_X, мысалы, кокс газында кездесетін аммиак пен органикалық азоттың тотығуы нәтижесінде түзіледі. Аммиак пен органикалық азоттың салыстырмалы түрде жоғары болуына байланысты кокс газында NO_X отыны түзіледі. Отындағы NO_X мөлшері кокс газының тазартылу деңгейіне байланысты: өңделген кокс газындағы аммиактың жоғары деңгейі NO_X шығарындыларының жоғарылауына әкеледі. Феррохром өндірісінде алынатын СО-ға бай газ жағдайында бұл газдың құрамында күкірт мөлшері өте төмен, бірақ пропанмен немесе табиғи газбен (шамамен 1 960 °C) салыстырғанда айтарлықтай жоғары жалын температурасын (шамамен 2 120 °C) шығарады, мұның өзі NOx термиялық шығарындыларының жоғарылауына әкелуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Шойын және болат және/немесе газ өндірісінде технологиялық газдар болған жағдайда ғана қолданылады.

Шойын мен болат өндірісінде технологиялық газдар үшін кеңінен қолданылады.

Экономика

Әрбір жеке жағдайда техниканың құны әртүрлі болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру.

Экологиялық заңнаманың талаптары.

5.4.3. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен NOx шығарындыларын азайтуға және (немесе) болғызбауға бағытталған ЕҚТ

5.4.3.1. NOx аз түзілетін жанарғыларды пайдалану

Сипаттау

Техника (NO_X құрамы өте төмен жанарғыларды қоса алғанда) жалынның шыңдық температурасын төмендету принциптеріне негізделген. Ауа мен отынды араластыру оттегінің қолжетімділігін төмендетеді және жалынның шыңдық температурасын төмендетеді, осылайша, жанудың жоғары тиімділігін сақтай отырып, отынмен байланысты азоттың NO_X-қа айналуын және термиялық NOX түзілуін баяулатады.

Техникалық сипаттама

NO_X - құрамы төмен жанарғы – NO_X шығарындыларының деңгейін төмендету үшін бірнеше құрылымдық ерекшеліктерді қамтитын жанарғылар сериясын білдіретін жалпы термин. Мұндай жанарғылардың негізгі жұмыс қағидаттары жалынның шыңдық температурасын төмендету, жоғары температуралы аймақта ұстау уақытын қысқарту және жану аймағындағы оттектің қолжетімділігін азайту болып табылады. Бұл әдетте ауа беру, отын беру және/немесе түтін газдарын ішкі рециркуляциялау арқылы жүзеге асырылады. Әртүрлі жеткізушіге қарай түрлері де әралуан болатын жанарғылардың көп түрлі конструкциясы кездесетіндіктен, 5.16-суретте және 5.17-суретте NO_X құрамы төмен әртүрлі қолжетімді жанарғы түрлері ғана көрсетілген.

5.16-сурет. NO_X құрамы төмен және түтін газдарының ішкі рециркуляциясы бар жанарғының схемасы

5.17-сурет. Ауамен жұмыс істейтін NOx құрамы төмен жанарғының схемалық мысалы

Жанарғы конструкциясы түтін газдарын пештен жалынға рециркуляциялауға мүмкіндік береді. Бұл ауа-отын қоспасындағы O₂концентрациясын азайтады және температурасы төмен бәсең жалынды қалыптастырады. Рециркуляция сонымен қатар түтін газдарындағы NO_X құрамын отынның құрамындағы көмірсутек есебінен химиялық түрде азайтады.

NO_X деңгейін одан әрі төмендетуге және NO_X деңгейінің ауаны алдын ала қыздыру температурасына тәуелділігіне ағын шығыны ұлғайтылған жанарғының көмегімен қол жеткізуге болады, ол жерде жалын кей жағдайларда жанарғының үстіңгі жағына бекітілмеген болады немесе жағуға арналған газ бен ауаның кіру орындары бөлек болады.

Қажетті нәтижеге қол жеткізу үшін сатылы жағу пайдаланылатын NO_X құрамы төмен жанарғының екі негізгі түрі бар. Бұл - ауа және отын сатысы бар жанарғылар.

Ауа сатысы бар жанарғыларда бірінші жану сатысы отынмен шамалы байытылған аймақта отын азотының N₂-ге түрленуі үшін отын мен ауаның оңтайлы арақатынасында (1,1–1,3) іске асырылады. Екінші жағу сатысы отын толық жанып кететіндей етіп екінші реттік ауаны қосу арқылы, осы аймақта термиялық түзілуін барынша азайту үшін температурасын мұқият тексеру арқылы жұтаңдатылған отында жүзеге асырылады.

Екі жану аймағын құру тәсілімен ерекшеленетін ауа сатысы бар жанарғылардың әртүрлі конструкциялары бар. Аэродинамикалық ауа беру сатысы бар жанарғыларда барлық жағуға арналған ауа отынға бай бірінші аймақты құру үшін аэродинамика қолданылатындай деңгейде жанарғының бір саңылауы арқылы өтеді. Ауа жетегі бар сыртқы жанарғыларда толық жағуға арналған бөлек ауа ағыны пайдаланылады. Ауа сатысы бар алдын ала жағу жанарғыларында отынға бай аймақ бөлек алдын ала жағу секциясында орналасқан. Ауа сатысы бар жанарғылардың тиімділігін анықтайтын негізгі конструктивтік факторлар әр сатыдағы температура мен уақыт болып табылады.

Отынмен жұмыс істейтін жанарғыларда бастапқы жану аймағында NO түзілуіне жол беріледі, бірақ отын екінші реттік отынмен байыту аймағын немесе NO құрамы N₂-ге дейін төмендейтін "қайта жану" аймағын құру үшін ағын бойынша төмен жағына бүркіледі. Бұдан әрі ағынға үшінші реттік жағу аймағындағы артық отынды толық жағу үшін, жылу шығарындыларын барынша азайту үшін тағы да температурасын мұқият тексере отырып, қосымша ауа қосылады. Табиғи газ немесе көмір қайта жағуға арналған отын ретінде пайдаланылуы мүмкін.

NO_X құрамы төмен сатылы жану камералары өнеркәсіптік пештер үшін ең көп қолданылатын реттеу әдісі болып табылады және монтаждау кезінде көп қиындық тудырмайды. Сатылы жану камераларының кейбір конструкциялары жанарғыдан шығу жылдамдығының төмендеуіне әкеледі және осылайша импульстің төмендеуі пештің аэродинамикасында өзгерістер тудыруы мүмкін, сәйкесінше жылу берудің таралуына байланысты проблемалар туындауы мүмкін. Сол сияқты, жалын ұзаруға бейім болады, бұл жалынның қыздырылған материалмен тікелей жанасуын болдырмау үшін артық ауа деңгейін жоғарылатуды қажет етуі мүмкін.

NO_X құрамы төмен жанарғылар кәдімгі жанарғыларға қарағанда күрделі және/немесе көлемді болуы мүмкін және пештерді жобалау немесе қолданыстағы пештерді жаңарту кезінде қиындықтар келтіруі мүмкін. Жаңартуға арналған инвестициялық шығындар пештің түрі мен мөлшеріне, сондай-ақ жаңа жанарғылардың қолданыстағы отын жағу жабдықтарымен қаншалықты үйлесімді екендігіне байланысты. NO_X құрамы төмен жанарғылар пайдалану шығындарының өсуіне әкелмейді.

NO_X құрамы өте төмен жанарғылар үшін жоғары газ шығыны қажет болады. Пеште жағуға арналған отын мен ауа (және түтін газдары) толық араластырылады, мұның өзі жанарғыға жалынды байланыстырмауға әкеледі. Нәтижесінде, осы типтегі жанарғыларды пештің температурасы ауа-отын қоспасының өздігінен жану температурасынан жоғары болған кезде ғана қолдануға болады.

Отынды жағуға арналған ауаға тікелей жақын тұстан алыс жерден бүрку есебінен реагенттер мен жағылатын өнімдерді араластыру жақсарады. Нәтижесінде жалынның шыңдық температурасы төмендейді, бұл термиялық NO_X түзілуін азайтады. Отын жоғары жерден бүркілген жағдайда (мысалы, жоғары жылдамдықта) түтін газдарын әкету ұлғаяды, мұның өзі әлсіз немесе жалынсыз жануға әкеледі. Қол жеткізілген температура профилі NOx шығарындылары өте төмен болған кезде әлдеқайда бірқайда болады. Мұндай жағдайда жануды қамтамасыз ету үшін пештің температурасы өздігінен тұтану температурасынан жоғары болуы керек. Түтін газдарымен сұйылту арқылы жалынның шыңдық температурасын төмендету мақсатында түтін газының сыртқы рециркуляциясын NO_X шығарындыларын азайту үшін де пайдалануға болады.

Жану процесін оңтайландыру артық ауаны азайту есебінен NO_X шығарындыларын азайтудың басты әдісі болып табылады. Пештің атмосферасындағы (мұржалардағы) оттек деңгейін реттеу арқылы тиімділік артады және NO_X шығарындылары азаяды (азотпен аз мөлшердегі оттек реакцияға түседі). Сондай-ақ ауаның кіріп кетуіне жол бермеу керек (мысалы, есікті ашқан кезде пештің қысымын реттеу). Сонымен қатар, артық ауаны бақылау қосымша артықшылықтар береді, өйткені процестің өнімділігі жақсарады (болаттың тотығуы төмендейді).

Басқа отынға ауысу - NO_X шығарындыларын азайтудың тағы бір тиімді әдісі. Табиғи газды пайдалану NO_X деңгейінің төмендеуіне әкеледі. Шойын мен болат өндірісіндегі технологиялық газдар сияқты басқа отындардың құрамында азот болады, сондықтан отындық NOx (мысалы, кокс газындағы NH₃) түзілуіне ықпал етуі мүмкін. N-байланысқан отынды (көмірді немесе мазутты) газ тәрізді отынмен алмастырудың стандартты тәжірибесінен басқа, домна газын пайдалану жалынның төменгі шыңдық температурасын ескере отырып, NO_X түзілуін төмендетеді. Сонымен қатар отынды кондициялау да маңызды (мысалы, IS BREF-те сипаталған COG-тан NH₃-ті кетіру.

Жанарғыларды ауыстыруды енгізу әрдайым қолданыстағы қондырғылардың құрастырылуына өзгерістер енгізуді қажет етпейді. Кейбір жағдайларда техникалық шектеулер болуы мүмкін деп саналады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

NO_Xшығарындыларын азайту.

Энергия тиімділігін арттыру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мысалы, NO_х құрамы төмендетілген жанарғыларды пайдалану температураны түсіруге және белсенді жану аймағындағы оттек құрамын азайтуға, сонымен қатар жағу камерасында толық жанбайтын өнімдер түзілетін азот оксидімен әрекеттесе отырып NОx-тың молекулярлық азотқа дейін тотықсыздануына әкелетін тотықсыздағыш ортасы бар аймақ құруға негізделген.

Кросс-медиа әсерлер

Қосымша ресурстардың қажеттілігі.

Техникалық қолдану мүмкіндігі

Жаңа және жұмыс істеп тұрған өндірістерде де қолданылады. Жылжымалы желтартқыш торы бар кесектеу қондырғыларына арналған Ferroflame™ LowNOx тиімділігі жоғары төмен эмиссиялық жанарғылар дәстүрлі конструкциялы жанарғылармен салыстырғанда NOx шығарындыларын 80 %-ға азайта алады. Ferroflame LowNOx жанарғысы да пештегі температураның жақсартылған біркелкілігінің арқасында өнім сапасын арттыра алады және газ тәрізді және сұйық отынмен пайдалануға жарамды. NO_X құрамы төмен және түтін газын рециркуляциялайтын жанарғыларды пайдаланған кезде қосымша шара ретінде жоғарғы ауаны бүрку қолданыстағы қондырғыда онша тиімді емес.

Қара металды одан әрі қайта өңдеу кәсіпорындарында кеңінен қолданылады, мысалы:

Liberty Specialty Steels – Stocksbridge Billet Mill үздіксіз жұмыс істейтін пештері.

Liberty Specialty Steels – дөңгелек/цилиндрлік құймаларды жасыту/қыздыру құдығы (құймаларға арналған) Rotherham.

Liberty Specialty Steels – Brinsworth Strip Mill тар жолақты илемдеу орнағының слябтарын қыздыруға арналған пеші.

ArcelorMittal – Фос-сюр-Мер-де ыстықтай илемдеу орнағының қыздыру пештері.

Экономика

Егер жану процесін (артық ауаны азайту арқылы) оңтайландырса, қолданыстағы жанарғыларды қазіргі заманғы NO_X құрамы төмен жанарғыларға ауыстыруға жол бермеуге болады. Ол сонымен қатар қосымша отынмен қамтамасыз етеді және үнемдеуге мүмкіндік береді.

Ендірудің қозғаушы күші

NO_X шығарындыларын азайту.

Энергия тиімділігін арттыру.

Экологиялық заңнаманың талаптары.

5.4.3.2. NOx шығарындыларын азайту үшін жану аймағын (жалынды) салқындату

Сипаттау

Ауаны алдын ала қыздыру температурасын шектеу NOх шығарындылары концентрациясының төмендеуіне әкеледі. Түтін газының жылуын максималды қалпына келтіру мен NO_X шығарындыларын азайту арасындағы тепе-теңдікке қол жеткізу керек.

Техникалық сипаттама

NOх шығарындыларының деңгейі жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыру температурасын жоғарылатқанда ұлғаяды. Ауаны алдын ала қыздыруды шектеу NOx шығарындыларын шектеу шарасы болуы мүмкін.

Екінші жағынан, жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыру пештердің энергия тиімділігін арттыру және отын шығынын азайту үшін кеңінен қолданылатын шара болып табылады. Ауаны алдын ала қыздыруды шектеу түтін газдарындағы пайдаланылмаған энергия ысырап болатынын және жоғары отын шығынымен өтелуі керек екенін білдіреді.

Қағида бойынша, ақшалай пайданы білдіретіндіктен қондырғы операторлары отын шығынын азайтуға мүдделі, бірақ отын шығынын азайту CO₂, SO₂ және қатты бөлшектер сияқты басқа ауаны ластағыш заттарды одан әрі азайта алады. Осылайша, бір жағынан энергия тиімділігі мен SO₂ және CO₂шығарындыларын азайту арасындағы тепе-теңдікке қол жеткізу талап етілуі және екінші жағынан NOх шығарындылары көбеюі мүмкін. Ауаны алдын ала қыздырудың жоғары температурасын сақтай отырып Nox-ты азайту үшін екінші реттік шараларды қолдану қажет болуы мүмкін.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ақпарат ұсынылған жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия тиімділігін төмендету.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Сәулелі құбырлы жанарғылармен жабдықталған пештер жағдайында қолданылмауы мүмкін.

Экономика

Әрбір жеке жағдайда техниканың құны әртүрлі болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.3.3. Түтін газдарын рециркуляциялау

Сипаттау

Жаңа берілген жағылатын ауаның бір бөлігін ауыстыру және азотты тотықтыру және жағу температурасын түсіру үшін O₂құрамын шектеу мақсатында (сыртқы) түтін газдарының бір бөлігін жану камерасына рециркуляциялау - Nox түзілуін шектейді.

Техникалық сипаттама

Түтін газдарын рециркуляциялау жалынның шыңдық температурасын шектеу әдісін білдіреді. Түтін газдарын жағуға арналған ауаға рециркуляциялау оттек құрамын 17–19 % дейін төмендетеді және жалынды бәсеңдетеді.

Түтін газдарын жанарғы желдеткішінің көмегімен сорғыш каналдан кетіру және оларды жағылатын ауамен араластыру арқылы қайта өңдеу ең оңай тәсіл болып табылады. Рециркуляция шығынын жанарғының электронды жабдығымен басқарылатын сервожетегі бар дроссельді жапқыштың көмегімен реттеуге болады. Табиғи газды отын ретінде пайдалану кезінде осы әдіспен алынған NOx шығарындыларын азайту маңызды болып табылады және айналымдағы түтін газдарының пайызына және қолданылатын оттықтың түріне байланысты болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

NOх шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Өнімділігі кемінде 140 т/с, кокс газымен жұмыс істейтін жазық болат дайындамаларды қыздырғышта, сәйкесінше 10 %, 20 % және 30 % жағылатын газдарды рециркуляциялау үшін NO_X шығарындыларының (657 мг/м³ базалық деңгейімен салыстырғанда) 51,4 %, 69,4 %-ға және 79,8 %-ға азайтылғаны туралы мәлімденді.

Пештің өнімділігінің ықтимал төмендеуін, демек, өткізу қабілеттілігінің төмендейтінін, әсіресе пештің жұмыс шегіне жеткенде төмендейтінін ескеру қажет.

Кейбір жағдайларда жалынның тұрақтылығы жоғалуы және жанарғының сөніп қалуы мүмкін.

Жанарғының қуаттылығы төмендейді, жанарғының қуаттылығын төмендету жағылатын ауаның бір бөлігін құрамында оттек төмен бөлінетін газдарға ауыстыруды өтеу үшін қажет.

Бөлінетін газдардың құрамы, сәйкесінше, көлемі өзгермелі болған жағдайда (мысалы, зауыттың аралас газдары қолданылатын кешенді объектілерде) бақылау қиын болуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлер

Түтін газын (сыртқы) рециркуляциялау энергия тиімділігін төмендетуі мүмкін.

Жанармай шығынының маңызды артуы (жанатын түтін газдарының рециркуляциясы бөлінетін газдардың шығыны мен температурасына әсер етпейінше, жану тиімділігі мен отын шығыны өзгеріссіз қалады, бірақ бұл ауаны алдын ала қыздыру температурасының жоғарылауын білдіреді).

Жанарғылардың әртүрлі конструкциялары үшін отын шығынын арттыру (және сәйкесінше CO₂ шығарындыларын) 1,1 %-дан бастап 9,9 %-ды құрайды (жағылатын түтін газдарының рециркуляциясы 10 %-дан бастап 50 %-ға дейінгі диапазонда).

Көміртек монооксиді мен жанбаған көмірсутектердің жоғары шығарындылары.

Жану өнімдеріндегі су буының жоғарылауы болаттағы отқақтың түзілуін арттыруы мүмкін, осылайша (илем) отқақты кетіру қажеттілігін арттырады және атмосфераға шығарындылар мен осы процесте пайда болатын қалдықтарды арттырады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолданыстағы қондырғыларға қолдану орын жетіспеушілігімен шектелуі мүмкін.

Мысалы, бұл әдіс түтін газдарының рециркуляциясын қамтамасыз ету үшін көп мөлшерде ауаарнасын қажет етеді, оларды кейбір жұмыс істейтін қондырғылардың конфигурациясына байланысты орнату қиын болуы мүмкін.

Экономика

Түтін газдарын қайта рециркуляциялауды жаңарту үшін ешқандай шығындар қарастырылмаған. Түтін газдарын рециркуляциялау көбінесе NOx құрамы төмен жанарғылар сияқты басқа бастапқы шаралармен бірге қолданылады, сондықтан түтін газын рециркуляциялау шығындарын бағалау қиын.

Ендірудің қозғаушы күші

NOx шығарындыларын азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.3.4. Жалынсыз жану

      Сипаттау
      Жалынсыз жануға бір уақытта камера бойынша жылудың біркелкі таралуын қамтамасыз ете отырып, жалынның пайда болуын басу үшін және термиялық NOx түзілуін азайту үшін жоғары жылдамдықты пештің жану камерасына жағуға арналған отын мен ауаны бөлек-бөлек бүрку есебінен қол жеткізеді. Жалынсыз жануды оттекті-отынды жағуды үйлестіре отырып пайдалануға болады.
      Техникалық сипаттама
      Жалынсыз жануға жалынсыз жанарғымен жабдықталған кәдімгі ауа пештерін немесе оттекті-отынды жалынсыз жанарғыларды пайдалана отырып қол жеткізуге болады.
      Қара металлургияның жылыту және термиялық өңдеу пештері әдетте процестің жоғары температурасында жұмыс істейді. Энергия шығыны жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыру үшін пайдаланылған газдарды пайдаланатын рекуперативті жанарғылтар арқылы азайтылған уақытта, азот оксидтерінің түзілуі жағуға арналған ауаның жоғары температурасында да артады. Атмосфералық азот тотығады, атап айтқанда жалын фронтының ыстық аймақтарында азот оксидтерін түзеді.
      Жалынсыз жануға отын газын, жағуға арналған ауаны және рециркуляцияланатын пайдаланылған газдарды қарқынды араластыру есебінен қол жеткізуге болады. Отын газы мен жағуға арналған ауа жану камерасына жоғары жылдамдықпен бөлек-бөлек бүркіледі. Жану камерасының ішіндегі түтін газдарының өте қарқынды ішкі циркуляциясы жағуға арналған ауаны, отын газын және жағылатын өнімдерді араластырады. Мұндай жағдайда жалынсыз жану оттықтың ішіндегі жану температурасы қоспаның өздігінен тұтану температурасынан (мысалы, табиғи газ бен ауаны пайдаланған кезде > 800 ºC) жоғары болған жағдайда және түтін газдарын рециркуляциялау коэффициенті үштен жоғары болғанда іске асырылады.
      Жалынсыз жану кезінде жалын фронтының температуралық шыңы болмайды, мұның өзі кәдімгі жанарғылармен салыстырғанда NOx түзілуін едәуір азайтады. Отынның жану камерасының тұтас көлемі бойынша тотығуы және оттықтың аса біркелкі температурасымен қамтамасыз етуі жалынсыз жанудың тағы бір артықшылығы болып табылады. Температура біркелкі таралған кезде жану камерасының анағұрлым жоғары орташа температурасын ұстап тұруға болады, мұның өзі қыздыру уақытын қысқартуға және CO шығарындыларын азайтуға әкеледі, себебі толық жағуға қол жеткізіледі. Оған қоса жалынсыз жану шу деңгейін төмендетуге және жанарғыға термиялық жүктемені азайтуға әкеледі.
      Бұл техника жағуға арналған ауаны оттекке (тазалығы> 90 %) ауыстыруды білдіреді, мұның өзі қыздырылатын азоттың аз болуын және пайдаланылған газдардың жалпы көлемінің азаюын білдіреді, бұл энергия тиімділігінің жоғарылауына әкеледі.
      Жалынсыз оттек-отынды жануға оттыққа отын мен оттекті жоғары жылдамдықпен бөлек-бөлек бүрку арқылы сұйылту есебінен қол жеткізіледі. Жану аймағында түтін газдарын рециркуляциялау шыңдық температураны төмендетуге және термиялық NO_X түзілуін азайтуға әкеледі. Жалынсыз оттек-отынды жанумен салыстырғанда пештегі температура анағұрлым біркелкі таралады, мұның өзі пештің өнімділігі мен өндірістік жағдайына байланысты өнімділікті арттыруға және/немесе энергияны тұтынуды азайтуға мүмкіндік береді.
      Қол жеткізілген экологиялық пайда
      NOх шығарындыларын азайту.
      CO шығарындыларын азайту.
      Энергияны тұтынуды азайту.
      Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері
      Жалынсыз газ-оттекті жану Фос-сюр-Мердегі (Франция) Ascométal-ға тиесілі екі алаңда орнатылған. Барлығы тоғыз шахта пеші жалынсыз оттек-отынды жанарғылармен жаңартылды. Нәтижесінде жылу өнімділігі 50 %-ға өсті, отын шығыны 40 %-ға қысқартылды, ал NOх шығарындылары 40 %-ға азайтылды.
      Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар
      Қолданыстағы қондырғыларға қолдану пештің конструкциясымен (яғни, пештің көлемімен, жанарғыларға арналған кеңістікпен, жанарғылар арасындағы қашықтықпен) және отқа төзімді қаптаманы ауыстыру қажеттілігімен шектелуі мүмкін.
      Қолданылуы температураны немесе температура профилін (мысалы, қайта кристалдау) мұқият бақылауды қажет ететін процестер үшін шектелуі мүмкін.
      Жалынсыз жану үшін қажетті өздігінен тұтану температурасынан төмен температурада жұмыс істейтін пештерге немесе сәулелі құбырлы жанарғылармен жабдықталған пештерге қолданылмайды.
      Экономика
      Оттек-отынды жанарғыларды қолдану қосымша оттекті сатып алуды немесе сол жерде өндіруді қажет етеді. Тиісінше, жалынсыз оттек-отынды әдіс көбінесе оттегі арзан бағамен қолжетімді кәсіпорындарда ғана экономикалық тиімді болады.
      Пештің анағұрлым жоғары орташа температурасына қол жеткізіледі, бұл қыздыру уақытының қысқаруына және өнімділіктің жоғарылауына әкелуі мүмкін.
      Ендірудің қозғаушы күші
      Жоғарылатылған өнімділік.
      Энергия үнемдеу.
      NOx шығарындыларын жалпы азайту.
      Кәсіпорындардың мысалдары:
      Ascométal – (қыздыру құдықтары түріндегі) пештер (Фос-сюр-Мер, Франция).
      Тоттанбайтын болаттан жасалған адымдаушы аралықтары және тізбекті берілісі бар Outokumpu пештері (Дегерфорс, Швеция).
      SSAB Borlänge (Швеция).
      Вестальпинский Гробблех (Австрия).

5.4.3.5. Оттек-отынды жану

Сипаттау

Жағуға арналған ауа толығымен немесе ішінара таза оттекпен ауыстырылады.

Техникалық сипаттама

Болат слябтарды қайта қыздыру өте көп энергияны қажет ететін процесс болып табылады, онда қажетті жоғары температураға жету үшін жоғары жылу шығару қабілеті бар газ тәрізді немесе сұйық отын қолданылады. Жану процесінде стандартты ауа пайдаланған кезде, азоттың үлкен көлемі пешке түседі және атмосфераға шығарылғанға дейін жоғары температурада отынды жағу арқылы қыздырылады, бұл айтарлықтай энергия шығыны мен NOx шығарындыларының жоғарылауына әкеледі. Оттек-отынды технологияны пайдаланған кезде 78 % азоттан және 21 % оттектен тұратын жағуға арналған ауа оттекпен (тазалығы ≥ 90 %) ауыстырылады.

Ауаны (i) жаққан кезде, таза оттекті (ii) жаққан кезде және жағуға арналған ауаны (iii) 50 % оттекпен байыта отырып аралас жақан кезде метанды жағудың әртүрлі жағдайларын көрсететін үш стехиометриялық теңдеу көрсетілген.

O₂ бар ауада қалыпты жану – 21 % және N₂ – 78 %:

CH₄ + 2 (O₂ + 3,76 N₂) → CO₂ + 2H₂O+ 7,52 N₂

100 % оттекті жану:

CH₄ + 2O₂ → CO2+ 2H₂O

50 % O₂ және 50 % ауасы бар байытылған оттекте жану:

CH₄ + 2 (O₂ + N₂) → CO₂+ 2H₂O + 2N₂

Жану процесінен азотты кетіру пештің энергиялық тиімділігін арттырады, себебі ауа оттекпен ауыстырылғанда жану өнімдерінің соңғы көлемі едәуір азаяды (мысалы, оттекті отынды 100 % жағу кезінде пайдаланылатын отын көлемімен салыстырғанда небары үш есе). Нәтижесінде өндірілген жылу пештің жүктемесін қыздыру үшін қолжетімді болады. Бұл әсер 2.76-суретте айқын көрсетілген, мұнда пештегі қолжетімді жылудың пайыздық арақатынасы әртүрлі ауа/оттегі арақатынасындағы бөлінетін газдардың температурасына байланысты көрсетіледі.

Түтін газдарындағы азот құрамын кетіру немесе азайту да қосылған энергия бірлігіне шаққанда бөлінетін газдардың азырақ көлеміне (бөлінетін газрадың Нм³/кВтс беріледі) және CO₂ және H₂O концентрациясы мен парциалдық қысымынң артуына әкеледі. Жылу негізінен жану газдарының құрамындағы CO₂ және H₂O-дан бөлінеді. Сәйкесінше, CO₂ және H₂O жоғары концентрациясы пештегі жылу беруді едәуір ұлғайтады.

Нәтижесінде, жоғары мөлшердегі оттекпен жану жағдайында пайдаланылған газдардың көлемдік шығыны айтарлықтай аз болғандықтан, жылу бастапқы материалға тиімдірек беріледі. Сонымен қатар, ауаны жағудан жоғары мөлшерде оттекті жағуға ауысу көбінесе шығудағы пайдаланылған газдардың температурасының төмендеуіне әкеледі.

Оттек-отынды технологияны пайдалану үшін қайта қыздыру және термоөңдеу пештерінде төмендегілерді қоса алғанда бірнеше конфигурация қолжетімді болады:

100 % оттегі бар оттек-отынды жанарғы

Бұл конфигурацияда 100 % оттегі бар және ауасыз оттек-отынды жанарғылар пайдаланылады. Конструкциясы (мысалы, пайдаланылатын отын түріне және жанарғының орналасқан орнына қарай) нақты жағдайға байланысты әртүрлі болуы мүмкін. Ауа жанарғылары сияқты оттек-отынды жанарғыларда өздігінен тұтану температурасынан төмен температурада жұмыс істеу үшін бақылау жанарғысы немесе жалынды тұрақтандыру жүйесі талап етілуі мүмкін.

NO_X шығарындыларына әсері

Теориялық тұрғыдан пеш азотсыз NO_X шығармайтындықтан көптеген өнеркәсіптік пештерде жылыстау болуы мүмкін, соның салдарынан пешке ауа кіріп кетуі мүмкін және нәтижесінде NO_X түзіледі. NO_X шығарындыларын азайту үшін оттек-отынды жанарғыны пайдаланған кезде, жану реакциясы басталғанға дейін оттек пен отын концентрациясын азайту үшін (көбінесе 21 %-дан төмен O₂) отын мен оттекті бүрку нүктелері әдетте екі бөлек болады. Жоғары бүрку жылдамдығы жану өнімдерінің оттегі мен отынға рециркуляциялануына ықпал етеді. Жалындағы оттегі мен отынның төмен концентрациясы жалынның шыңдық температурасын төмендетеді және NO_X түзілуін басады.

Кәдімгі жанарғыны пайдалана отырып оттекпен байыту

Бұл әдіс ауа ағынындағы оттек құрамын 21 %-дан шамамен 25–28 % -ға дейін ұлғайту үшін оттекті жану ауасына қосуды білдіреді. Әдетте ауаны жағу үшін қолданылатын кәдімгі жанарғыларды қолдануға болады және оның артықшылығы да сонда: қажет болғанда "оттекпен байытылған" режим мен "ауа отынымен" қалыпты жұмыс режиміне оңай ауысуға болады. Жанарғының конструкциясы осы мақсатқа өте сирек арналатыны және NO_X шығарындыларының көбейетіні кемшіліктердің бірі болып табылады.

Оттекпен сыртқы үрлеу

Оттекпен сыртқы үрлеу техникасы қолданыстағы пештерде жанарғының өзін ауыстыру қажетілігінсіз оттек-отынды жағу артықшылықтарын пайдалану үшін әзірленген арнайы қолданысты білдіреді. Дәстүрлі оттекпен байыту кезінде жүргізілетін әрбір жанарғыға жағуға арналған ауаның ағынына оттекті қосудың орнына жанарғыдан азғантай қашықтықта жоғары жылдамдықпен оттек бүркіледі, мұның өзі оттектің жану процесіне қатыспай тұрып түтін газдарымен араласып кетуіне мүмкіндік береді (2.78-суретті қараңыз). Оттекпен байыту деңгейі шамамен 30–50 %-ға жетуі мүмкін. Оттектің сырттан берілуін пайдаланған кезде жалынсыз оттек-отынды жанарғыда жану кезіндегідей жануға қол жеткізіледі, мұның өзі NO_X шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Оттегімен байыту және сыртқы оттегімен үрлеу үшін оттегі мен отынның дұрыс жалпы арақатынасына жету үшін ауа, оттегі және отын ағынын дұрыс бақылау маңызды.

Жоғарыда келтірілген оттегі отынының үш нұсқасының біреуін таңдау (яғ,и, 100 % оттегі бар жанарғы, оттегімен байыту немесе оттегімен сыртқы үрлеу), қондырғының сипаттамалары мен өнімділігіне байланысты. Мысалы, пештің қосымша жылу өнімділігі қажет болғанда, ең жақсы нұсқа 100 % оттекті жанарғыларын пайдалану болуы мүмкін. Жақсы ПӘК көрсететін кәдімгі ауа отынды жанарғылармен жабдықталған пештер үшін сыртқы үрлеу технологиясы энергия тұтынуды одан әрі азайту және NO_X шығарындыларын азайту үшін ең жақсы шешім болуы мүмкін.

Ескерілетін маңызды проблемалар - жанарғыны басқару жүйесін бейімдеу қажеттілігі немесе шығару клапанын немесе желдеткішті ауыстыру немесе басқару параметрлеріне түзетулер енгізу қажеттілігі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энегия тұтынуды және CO₂шығарындыларын азайту.

CO және NO_Xшығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Жалпы, оттек-отынды технологияны пайдаланған кезде келесі жақсартуларға қол жеткізіледі:

CO₂ және H₂O парциалдық қысымын ұлғайту және газдардың пеште ұзақ уақыт болуы газдың сәулеленуіне, қыздыру уақытының қысқаруына және өнімділіктің жоғарылауына байланысты жылу берудің жоғарылауына әкеледі;

пайдаланылған түтін газдарының көлемінің және пайдаланылған түтін газдарының температурасының айтарлықтай төмендеуі, бұл пайдаланылған газдар шығарындыларын ағын бойынша төмендету жүйелерінің көлемінің азаюына әкеледі;

оттегімен қамтамасыз ету жалын температурасының жоғарылауына әкелуі мүмкін және қажет болған жағдайда оны пештің жұмысына қарамастан реттеуге болады;

ожанарғыдағы ауаны таза оттекпен алмастыру азот газының парциалдық қысымын төмендетеді және термиялық NO_X түзілуін төмендетуі мүмкін. Алайда, егер оттек жанарғының қасында бүркілсе немесе пешке едәуір мөлшерде ауа кіріп кетсе, газдың жоғары температурасына байланысты NOx шығарындыларының жоғарылауы мүмкін (мг/Нм3 түрінде көрсетілген). Алайда, NO_X-тың жалпы шығарындылары (өндірілген өнімнің массасы/тоннасы немесе NO_X массасы/жұмсалған энергия ретінде көрсетілген) оттек-отынды технологиясы арқылы қол жеткізілген жалпы пайдаланылған газдардың айтарлықтай төмендеуіне байланысты азаяды;

меншікті энергияны тұтынуды азайту;

жылуды рекуперациялау жүйелеріне қажеттіліктің және оларға тәуелділіктің төмендеуі;

толық циклді металлургиялық зауыттарда домна газы сияқты (мысалы, жылу шығару қабілеті <1 кВтч/м3) төмен калориялы отынды жағу қажеттілігі артады (мысалы, 2 кВтч/м³-тен төмен жылу шығару қабілеті бар). Мұндай отындар үшін оттекті пайдалану жалынның температурасы мен тұрақтылығын қамтамасыз етудің абсолютті талабы болып табылады;

ауа отынымен жұмыс істейтін пештермен салыстырғанда CO₂ шығарындыларын азайту.

Мысалы, Борленгтегі SSAB қыздыру пештерінде оттекті сыртқы беру пайдаланылады. Өндірістік жағдайларға және пешке байланысты энергия үнемдеу 1,7 кВтс/м³ бастап 2,5 кВтс/м³ дейінгі оттекті құрады. Пайыз бойынша энергияны тұтыну (сондай-ақ CO₂шығарындылары) 5–16 %-ға, орта есеппен 10 %-ға төмендеді.

Arcelor Mittal Shelby (АҚШ) зауытында, айналмалы табаны бар пешке арналған деректерде оттекті байыту есебінен бастапқы энергия тұтынудың 29 %-ға төмендегені мәлімденген. Кейіннен жалынсыз тотықтырумен үйлестіре отырып оттек-отынды жағу нәтижесінде 65 % энергия тұтынылғаны туралы, сондай-ақ бастапқы ауа отыны әдісімен салыстырғанда NO_X шығарындыларының 76 %-ға төмендегені туралы хабарланды.

Кросс-медиа әсерлер

NO_X шығарындыларының аса жоғары концентрациясы байқалуы мүмкін, дегенмен жалпы NO_x шығарындылары азаяды.

Таза оттекті пайдалануға байланысты маңызды қауіпсіздік қатері жұмыс орнындағы қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін қосымша сақтық шараларын қабылдауды талап етеді.

Қоршаған ортаға жалпы әсерді және жалпы энергияны тұтынуды ескере отырып, қоршаған ортаға және оттегі өндірісінде пайдаланылатын электр энергиясын өндіруге жұмсалатын энергияға әсерін ескеру қажет. Егер оттекті газ тәрізді немесе сұйық күйге ауыстыру қажет болса, оттекті өндіру үшін энергияға деген қажеттілік әртүрлі болады. Энергия тұтынудың болжамды көрсеткіштері газ тәрізді отынды өндіру үшін 278 кВтч/т (0,4 кВтч/Нм³ O₂) және сұйық оттекті өндіру үшін 800 кВтч/т (1,14 кВтч/Нм³ O₂) құрайды. Оттекті бөлу кезінде пайдаланылатын электр энергиясын өндіруге байланысты жалпы тұтынылатын энергияны ескере отырып, жалпы саны электр энергиясының көзіне байланысты 3,27 кВтч/Нм³ O₂ (яғни, таза ПӘК 35 % жағуға арналған қондырғы) жетуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолдану мүмкіндігі жоғары қосындыланған болатты өңдейтін пештерде шектелуі мүмкін. Мысалы, осы технологияны беріктігі жоғары болат өндірісіндегі ыстықтай батырып жабын жағу желісіне енгізу - осы процестегі беттің тотығуына байланысты мүмкін болмай отыр.

Қолданыстағы қондырғыларға қолдану пештің конструкциясына және бөлінетін газдардың минималды шығынына қажеттілікпен шектелуі мүмкін. Шынында да, пештің құрылымына байланысты (мысалы, сору жүйесі) пештің дұрыс жұмыс істеуін/жануын және түтін газдарын пеш арқылы және түтін газдарын шығару арқылы тасымалдауды қамтамасыз ету үшін түтін газдарының ең аз көлемі/шығыны қажет болуы мүмкін.

Радиациялық құбырлы жанарғылармен жабдықталған пештерге қолданылмайды.

Экономика

Пешке салынатын капитал салымдары аз. Егер оттек зауытын салу қажет болса, инвестициялық шығындар жоғары болады.

Қайта қыздыру пешінде оттекті отынды жағу қыздырылған материалдың (мысалы, слябтардың/жалпақ илемдеу дайындамасы) өнімділігінің жоғарылауына әкелуі мүмкін. Егер оттекті отынды жағу белгіленсе және жоғары өнімділікке қол жеткізілсе, жоғары пайдалану шығындарын болдырмау үшін өндірістің келесі кезеңдерінде де өнімділіктің артуын қамтамасыз ету қажет (мысалы, илемдеу, қаралтым өңдеу, белгілеу, аралық қыздыру).

Оттекті отынды жағу кезіндегі негізгі пайдалану шығындары оттегі шығындары болып табылады. Оттекті-отынды технологияны оттегі төмен бағамен қол жетімді болған жағдайда ғана өміршең шешім деп санауға болады, бұл энергия мен отын тұтыну бағасын оттегі сатып алу бағасымен салыстыру кезінде үнемдеуге мүмкіндік береді.

Жоғары тазалықтағы оттекті шамамен 90 % таза оттекпен алмастыруға болады, бұл шығындарды азайтуға мүмкіндік береді.

Пештің өте жоғары температурасына қол жеткізіледі, бұл процестің уақытын қысқартуға және өнімділіктің жоғарылауына әкеледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділікті арттыру.

Энергия үнемдеу.

NO_X шығарындыларын жалпы азайту.

5.4.3.6. Селективті каталитикалық тотықсыздану (СКТ) және селективті каталитикалық емес тотықсыздану (СКЕТ).

Сипаттау

Егер NOx шығарындылары бастапқы шаралармен тиімді түрде қысқарту мүмкін емес болса, түтін газдарын тазарту қажет болуы мүмкін.

Қазіргі уақытта түтін газдарын азот оксидтерінен химиялық тазартудың екі технологиясы әзірленді.

ұялы керамикалық катализаторларда азот оксидтерін аммиакпен селективті каталитикалық тотықсыздандыру (СКТ-технологиялар) [24];

аммиак азот оксидтерін селективті каталитикалық емес тотықсыздандыру (СКЕТ-технологиялар) [25].

Техникалық сипаттама

Селективті каталитикалық тотықсыздандыру NOx шығарындыларын азайтудың ең тиімді құралы болып табылады. СКТ жүйелерінің құрамына:

каталитикалық реактор;

реагент беру жүйесі кіреді.

5.18-сурет. СКТ жүйесінің схемалық кескіні

Каталитикалық газ тазарту қарапайым компоненттерге дейін тотықсыздандырғыш газды қалпына келтірудің химиялық процестерін білдіреді. Реакцияның соңғы өнімі қауіпсіз компоненттер - су буы, көмірқышқыл газы, азот болып табылады. Тотықсыздағыш агент (реагент) катализаторға дейін түтін газдарының ағынына инжекцияланады. Катализатор бетіне жақын жерде азот оксидтері молекулалық азотқа ауысатын әртүрлі қарқындылық дәрежесінде тотықсыздану реакциялары жүреді. Тотықсыздандырғышты беру жылдамдығы мен шығыны NOx-тың тазарту жүйесіне кіру және шығу тұсындағы концентрациясымен анықталады. Аммиакты инжекциялау негізінен ауа қоспасын алдын-ала буланған және араластырылған сусыз аммиакпен үрлеу арқылы жүзеге асырылады, сирегірек аммиактың сулы ерітіндісін тікелей ағынға құю арқылы жүзеге асырылады. Карбамидті инжекциялау негізінен түтін газдарының ағынына карбамид ерітіндісін тікелей бүрку арқылы жүзеге асырылады. Немесе аммиак-газ қоспасын алу және кейіннен үрлеу арқылы карбамидті алдын ала газдандыру және ыдырату арқылы жүргізіледі.

Азот оксидтерін 50 % несепнәр ерітіндісін қолдана отырып тотықсыздау тиімділігі шамамен 60 %-ды құрайды. Несепнәр ерітіндісінің булану процесі қарқынды жүретіні анықталды, бұл несепнәрдің ыдырауының басталғанын және сәйкесінше азот оксидтерінің қайта түзілу реакциясын тездетеді. Ылғалдың булану аймағындағы температураның төмендеуі 10-25 °С аспайды.

СКТ әдісінің тиімділігі мынадай параметрлермен анықталады:

жану жүйесі - отын түрі;

катализатордың құрамы;

катализатордың белсенділігі, оның селективтілігі және әрекет ету уақыты;

катализатордың формасы, каталитикалық реактордың конфигурациясы;

NH3 қатынасы: NO_X және NO_x концентрациясы;

каталитикалық реактордың температурасы;

газ ағынының жылдамдығы.

Катализатор ретінде көбінесе ванадий бестотығы (V₂O₅) немесе титан оксиді (TiO₂) арқауындағы вольфрам оксиді (WO₃) пайдаланылады. Басқа ықтимал катализаторлар темір оксиді және платина болып табылады. Оңтайлы жұмыс температурасы 300 °C-дан 400 °C-ға дейін.

Селективті каталитикалық емес тотықсыздандыру (СКЕТ) кезінде СКТ-ге ұқсас NOx шығарындыларын азайту үшін тотықсыздағыш агент (әдетте аммиак, несепнәр немесе аммиакты су), бірақ катализаторсыз және 850–1100 °C диапазондағы жоғарырақ температура кезінде пайдаланылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

NOx шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Бұл әдісті қолданған жағдайда тазалау тиімділігі - 90 %-дан жоғары. Құрғақ басу технологиясымен үйлестіргенде NOx бойынша еуропалық экологиялық нормативтердің төменгі шегін (20 мг/Нм³) сақтауды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Ең тиімді каталитикалық тотықсыздану 300–450^оС аймағында жүреді. Жоғары температурада аммиактың тотығуы айқынырақ болады, бұл NO бөлінуінің жоғарылауына әкелуі мүмкін, ал төмен температурада реакция соңына дейін жүрмеуі мүмкін және аммиак ("аммиактың өтпенділігі" деп аталатын) бөлінуі мүмкін.

Көптеген катализаторлар титан диоксиді (TiO₂) және ванадий пентоксиді (V₂O₅) негізінде қалыптасады. Титан диоксиді – қолайлы арқау және SO₃-пен уланбайды. Ванадий пентоксиді аммиак пен азот оксидтерінің өзара әрекеттесу реакциясын бұзады және SOx әсеріне сезгіштігі төмен.

Қажет болғанда от жағу газында 80 % немесе одан көп азот тотығын тотықсыздауда СКТ әдісі бірден-бір мүмкін болатын әдіс. Сонымен қатар, әдіс жетілдіруді қамтиды; оны азот оксидтерінің мөлшерін азайту үшін жану жүйесін жетілдіру әдістерімен сәтті біріктіруге болады.

Бұл әдіс Еуропа, АҚШ және Оңтүстік-Шығыс Азия кәсіпорындарында қолданылады.

2009 жылы LKAB (Швеция) зауыты СКТ жүйесін алғаш рет орнатты.

Кросс-медиа әсерлер

Екі әдіс те сарқынды сулардың пайда болуын негіздейтін құрғақ тазарту әдістеріне жатады. Түзілетін жалғыз қалдыққа (СКТ кезінде) өндіруші қайта өңдей алатын дезактивацияланған катализатор жатады. Екі әдіс те аммиакты (міндетті емес) сұйық аммиак ретінде сақтауды және пайдалануды қамтиды; несепнәр немесе аммиак ерітінділерін де қайта пайдалануға болады.

СКТ пайдаланған кезде энергияны тұтыну артады, өйткені катализатормен контакт жасамай тұрып бөлінетін газдарды қайта қыздыру керек. Сонымен қатар, құрылғы электр энергиясын тұтынады.

СКЕТ СКТ-ге қарағанда арзанырақ болады, өйткені ол катализаторды қолдануды қажет етпейді және де оны шағын қондырғыларда қолдануға болады. Бірақ СКЕТ (аммиактың шамадан тыс өтпенділігі және күшті иісінің жайылу қаупіне байланысты) ауыспалы жүктеме режимінде жұмыс істейтін қондырғыларға арналмаған.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қондырғының жоғары құны, технологиялық процеске интеграциялаудың күрделілігі.

Tata Steel IJmuiden-де СКТ техникасы адымдаушы арқалықтары бар пештерде қолданылады, онда жыл сайын 5,5 млн тоннаға жуық ыстықтай илемделген болат өндіріледі. Адымдаушы арқалықтары бар пештер үшін NO_X азайту деңгейі 80 %-ға жуық. Түтін газдарының жоғары температурасына байланысты (520 °C-дан жоғары 75 %) итергіш пештер үшін тотықсыздау деңгейі төменірек болуы мүмкін (30 %), сол себепті 2003 жылдан бастап СКТ және СКЕТ комбинациясы қолданылады. Итергіш пештер үшін жалпы тотықсыздау жылдамдығы (СКТ және СКЕТ) шамамен 75 %-ды құрайды.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

NOx шығарындыларын азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

5.4.3.7. Желіндіру ваннасында Н₂О₂-ні (немесе несепнәрді) пайдалану әдісімен аралас қышқылдармен улау кезінде NOx түзілуін азайту

Сипаттау:

Сутегі асқын тотығын (немесе несепнәр) бүрку арқылы NOx-ты басу.

Техникалық сипаттама

Сутегі асқын тотығы мен (H₂O₂) және NO_x арасындағы реакция су фазасында жүреді, онда NO_x азотты қышқыл (HNO₂) түзе отырып сумен әрекеттеседі. HNO₂ салыстырмалы түрде тұрақсыз және кері NO₂, NO және H₂O-ға жеңіл ыдырайды. Соңында NO_x процесс нәтижесінде бөлінеді. Алайда H₂O₂ қатысуы HNO₂-ні анағұрлым тұрақты HNO₃-ке дейін жылдам тотықтырады, осылайша NO_x қайта түзілуін және шығарындысын болдырмайды.

Желіндіру ваннасына қосу арқылы NOx шығарындыларын басу үшін сутегі асқын тотығын тиімді пайдаланудың мәні тиімді араластыру болып табылады. Құрамында азот оксидтері де, өтпелі металл иондары да бар желіндіру ерітіндісіне сутегі асқын тотығы қосылғанда, ол NOx-ты тотықтырады немесе металл иондарымен әрекеттесу арқылы каталитикалық ыдырауға ұшырайды.

H₂O₂-ні рециркуляциялау контурына айдау арқылы NOx түзілуін азайту

H₂O₂ мен ваннадағы ерітіндіні тиімді араластыру әдістерінің бірі сутегінің асқын тотығын рециркуляциялайтын желіндіру ерітіндісіне бүрку болып табылады. Ваннаның ішіндегі ерітінді рециркуляциялық цикл бойынша сағатына ваннаның он ауысымына дейінгі жылдамдықпен айдалады. Сутегінің асқын тотығы (35 %) процестің тиісті жағдайына байланысты осы контурға минутына 1 литр мөлшерлеп беріледі. Жүргізілген сынақтар осы техниканың көмегімен 90 %-дан асатын Nox-ты басу тиімділігіне қол жеткізілгенін көрсетті.

H₂O₂-ні желіндіру ваннасына барботажды түтік арқылы бүрку есебінен NOx түзілуін азайту

Желіндіру ваннасына рециркуляциялау контурының жаңа қондырғысын орнатуға арналған күрделі шығындар жоғары болуы мүмкін. Сәйкесінше, желіндіру ваннасына H₂O₂-ні қосудың баламалы әдісі желіндіру ваннасына орнатылған қосарланған барботер арқылы H₂O₂-ні желіндіру ваннасына тікелей бүркуді білдіреді. Ваннаға диаметрі 30 мм, 150 мм аралықпен тесілген 3 мм саңылаулары бар полипропилен түтіктен жасалған кәдімгі барботажды түтік орнатылады.

Желіндіру ваннасында жиналатын ерімейтін шөгінділердің көп болуына байланысты, барботажды түтік ластануды барынша азайту үшін горизонтальге қарай 45° бұрышпен бағытталған саңылаулармен орналастырылады. Барботажды түтік табақпен кездейсоқ соқтығысып қалмауы үшін, сондай-ақ болат табақтың тұрақты қозғалысын H₂O₂-ні желіндіру ваннасына тиімді араластыру әдісі дәрежесінде пайдалану үшін тікелей қозғалмалы болат табақтың астына ваннаның болат кіруінде орналастырылады.

Жүргізілген сынақтар бұл әдіс арқылы 90 %-дан асатын NOx басу тиімділігіне қол жеткізілгенін көрсетті.

NOx түзілуін сутегінің асқын тотығымен азайту артықшылығы

Сутегінің асқын тотығы NOx-ті өз орнында азот қышқылына айналдырады және сәйкесінше, азот қышқылын тұтынуды, кейбір жағдайларда 20-30 %-ға азайтады.

Қондырғыда ешқандай күрделі өзгерістер жүргізу қажет емес.

Қолданыстағы фтор қышқылына негізделген скрубберді жуу сұйықтығын бейтараптандырмай қолдануға болады, себебі алынған плавик қышқылының әлсіз ерітіндісін процеске қайтаруға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

NOx шығарындыларын азайту.

Қолданылуы

Жаңа және қолданыстағы зауыттар.

Кросс-медиа әсерлер

Қышқыл шығынын азайту.

Сутегі асқын тотығының шығыны (3 кг/т бастап 10 кг/т дейін).

Таяз ваннада турбулентті желіндіру үшін сутегі асқын тотығы дозасының қажетті қуаты күрт артуы мүмкін. Сутегі асқын тотығы дозасының қуаты шамадан тыс болатын ірі желіндіру қондырғылары үшін NOx-ты төмендетудің басқа шаралары, мысалы, СКТ жүйесі қолайлы болуы мүмкін.

Пайдалану деректері

Сутегінің асқын тотығын қосу желіндіру багындағы HNO₃ риформингі есебінен NOx газ тәрізді шығарындыларының түзілуін басады. Осылайша, қышқыл бөлігін қайта пайдалануға болады, бұл қышқыл шығынын 25 %-ға дейін төмендетеді.

5.10-кесте. H₂O₂-ні айдау кезінде шығарындылардың қолжетімді деңгейлері

р/с №		Концентрация [мг/Нм³]	Меншікті шығарындылар [өнімнің ж/т]	Төмендету коэффициенті¹ [%]	Талдау әдісі
1	2	3	4	5	6
1	NO_x	350 - 600	80 - 300	75 - 85	Хемилюминесценция
2	HF	2 - 7	1 - 1.5	70 - 80	Титрлеу
Ескертпе:¹ Азайту жылдамдығы H₂O₂бүрку жүйесі мен пайдаланылған газдарды абсорциялау жүйесінің комбинациясын білдіреді.

Желіндіру ваннасына (және газ тазартқыш) несепнәрді қосуды пайдаланып NOx-ты басу кезінде шығарындылар 850 мг/Нм³-ке тең NOx шектеулі мәнінен төмен болды. Сарқынды сулардағы аммиактың жоғарылауы аэрация арқылы азайтылды.

Экономика:

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.4.4. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен SO₂шығарындыларын азайтуға және (немесе) болғызбауға бағытталған ЕҚТ

5.4.4.1. Күкіртсіздендіру және құрамында күкірт аз отынды пайдалану

Сипаттау

Алдын ала жағуды басқару технологиялары отынды ауыстыруды немесе отынды күкіртсіздендіруді қамтуы мүмкін. Күкірт диоксиді шығарындылары отындағы күкірт мөлшеріне тікелей пропорционалды болғандықтан, күкірті аз отынға ауысу қолайлы таңдау болып табылады. Егер отынның құрамындағы күкірт мөлшеріне қарамастан SO₂ шығарындыларын азайту қажет болса, отынды ауыстыру балама болмауы мүмкін.

Техникалық сипаттама

Қатты отындағы күкірт 3 формада болады: колчеданды (темір колчедан түрінде (FeS), органикалық (күкіртті органикалық қосылыстар түрінде) және сульфаттық (күкірт қышқылы тұздары –Са SО₄, Nа₂SО₄ сульфаттары).

Көмірді қарапайым байыту – колчеданды күкіртті сепарациялап кетіру.

Бұл әдісте көмір мен колчеданды күкірттің тығыздығының айырмашылығы қолданылады (rFeS=5 т/м3, rкөмір=2 т/м³). Колчеданды және органикалық күкіртті бөлу үшін гидротермиялық күкіртсіздендіру әдісі қолданылады. Мұндай жағдайда ұсақталған отын КОН, NаОН сілтілі ерітінділерімен 300 °С температурада және 1,7 МПа қысым кезінде өңделеді. Қатты отындағы күкіртті азайту қатты отынды газдандыру немесе пиролиздеу арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Күкірттің негізгі мөлшері кокс қалдықтарымен байланысты болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

SO₂ шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Физикалық тазарту әдістері күкіртті 30 %-ға дейін кетіруді қамтамасыз етеді. Құрамында пиритті күкірт көп көмір үшін бұл мән 50 %-ға жетуі мүмкін. Химиялық әдіспен күкіртті кетіру дәрежесі 66 %-ды құрайды.

Кросс-медиа әсерлер

Мәліметтер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Отын ретінде көмірді пайдаланатын жаңа кәсіпорындар үшін қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

SO₂ шығарындыларын азайту.

5.4.5. Ұйымдастырылған шығарындылар көздерінен CO шығарындыларын азайтуға және (немесе) болғызбауға бағытталған ЕҚТ

5.4.5.1. Мыс-аммиакты ерітінділерді пайдалана отырып газдарды абсорбциялық тазарту

Сипаттау

Газдарды көміртегі оксидінен тазарту үшін газды сұйық азотпен абсорбциялау немесе жуу қолданылады. Абсорбцияны сондай-ақ, ацетат, формиат немесе мыс карбонатының қышқыл тұздарының сулы-аммиакты ерітінділерімен жүргізеді [48].

Техникалық сипаттама

Мыс-аммиакты ерітінділерді қолданған жағдайда көміртегі оксидінің кешенді мыс-аммиакты қосылыстары түзіледі:

[Cu (NH₃)_m(H₂O)_n]⁺ + xNH₃ + yCO == [Cu(NH₃)_m+x(CO)_y(H₂O)_n]⁺ + Q.

Бір валентті мыс түзілуінің ең ықтимал түрі бір моль су бөле отырып СО-мен бірге ион түзетін [Cu(NH₃)₂·CO ·H₂O]⁺ ион екені көрсетілген [Cu(NH₃)₂·H₂O]⁺.

Ерітінді әлсізсілтілі сипатта болады, сондықтан көміртек диоксиді де бір уақытта сіңіріледі:

2NH₄OH + CO₂ == (NH₄)₂CO₃ + H₂O

(NH₄)₂CO₃ + CO₂ + H₂O == 2NH₄HCO₃,

Ерітіндінің абсорциялық қасиеті бір валентті мыс концентрациясының жоғарылауымен, СО қысымымен және сіңіру температурасының төмендеуімен артады. Ерітіндідегі бос аммиак пен көмірқышқыл газының қатынасы ерітіндінің сіңіру қабілетіне де әсер етеді.

1 - абсорбер; 2 - сорғы; 3 – сулы тоңазытқыш; 4 — аммиакты тоңазытқыш; 5 - ыдыс;

6 – десорбер

5.19-сурет. Газдарды мыс-аммиакты тазарту қондырғысының схемасы [49].

32 МПа қысыммен компрессия цехынан шыққан газ мыс-аммиакты ерітіндімен суарылатын скрубберлерге келіп түседі.

Азот-сутек қоспасының құрамы (%): H₂ 70; N₂ 23–26; CO 3–5; CO₂ 1,5-2.

Тазартудан кейін құрамында 40 см³/м³ СО және 150 см³/м³ CO₂ көп емес газ аммиакты сумен суарылатын скрубберге беріледі (схемада көрсетілмеген), онда ол қалған CO₂-ден босатылады және осыдан кейін NH₃синтездеу цехына келіп түседі. Мыс-аммиакты ерітіндінің регенерациясы Р-ны төмендету және ерітіндіні 6-да қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Мыс-аммиакты ерітіндіні 0,8 МПа дейін алдын ала дроссельдеу нәтижесінде одан еріген H₂ және N₂ кетіріледі. Одан әрі 0,1 МПа дейін дроссельдеу және ерітіндіні 45-50^оС дейін қыздыру кезінде мыс-аммиакты кешеннің ыдырауы және СО бөлінуі жүреді.

Пайдаланылған ерітіндіні 60^оС дейін қыздыру үшін қайта қалпына келтірілген ерітінді, ал 80 ^оС дейін қорытынды қыздыру үшін – бу қолданылады. Қайта қалпына келтірілген ерітіндіні жүйелі түрде келіп түскен пайдаланылған ерітіндімен, 3 жылу алмастырғыштағы айналым суымен және 4 тоңазытқыштағы буланатын сұйық NH₃-пен салқындатады, осыдан кейін қайта қалпына келтірілген ерітінді 10 ^оС кезінде абсорбцияға жіберіледі. Қажет болған жағдайда Си⁺ тотықтыруды қайта қалпына келтірілген ерітінді арқылы ауа үрлеп жүргізеді.

Атмосфералық қысымда аммоний көмірқышқыл газын ыдырату үшін ерітіндіні 80 ^оС аспайтын шамада қыздырады. Жоғары температурада мыс-аммиакты кешен ыдырайтындықтан, толық регенерациялау үшін оның екінші сатысы вакуумда жүзеге асырылады.

Формиаттың аммиак ерітіндісін немесе мыс ацетатын қалпына келтіру кезінде металл мыстың бөлінуіне жол бермеу үшін оған жаңа құмырсқа немесе сірке қышқылы қосылады.

Аммиак синтезіне кететін сутекті көміртегі оксидінен соңғы тазарту газды сұйық азотпен 20–25 атм қысыммен -190 ^оС температурада жуу арқылы жүргізеді. Бұл әдіс газды тазартудың төмен температуралы процестеріне жатады және СО физикалық абсорбциясына негізделген.

Тазарту процесі үш кезеңнен тұрады: бастапқы газдарды алдын ала салқындату және кептіру; бұл газдарды терең салқындату және олардың компоненттерін ішінара конденсациялау; жуу колоннасында көміртегі оксидінен, метаннан және оттегінен газдарды сұйық азотпен жуу. Қондырғыда төмен температура қалыптастыру үшін қажетті суық аммиакты тоңазытқыш циклімен, сонымен қатар азот-сутекті фракцияның және жоғары қысымды азотты циклдың кері ағындарын рекуперациялау арқылы алынады.

Абсорбенттен сіңірілген қоспаның десорбция сатысының болмауы осы процеске тән сипат: буланған азоттың бір бөлігі сутегімен араластырылады және синтез сатысында қолданылады. Жуу таза абсорбентпен жүргізілетіндіктен, кез-келген тазарту дәрежесіне қол жеткізуге болады.

Процестің ерекшелігі сонда, оны абсорбция ретінде емес, N₂ - CO қоспасының тоғындағы инертті газ – сутектің ректификациясы ретінде қарастыруға болады.

H₂-N₂-CO үштік жүйесіндегі тепе-теңдік туралы деректер бар, олардың талдауы H₂іс жүзінде СО-ның сұйық азотта еруіне әсер етпейтінін көрсетті. Сондықтан процесті есептеуді қос қоспаның мәліметтері бойынша жүргізуге болады. Осы мәліметтерден алынған сұйық азоттағы СО ерігіштігінің ерітіндінің үстіндегі СО қысымына тәуелділігі Генри Заңымен сипатталады.

Құрамында 6 % СО бар 150 м³ газды жуу үшін азоттың ең аз шығыны Р=2-2,6 МПа кезінде мүмкін болады және 12–13 см³-ке тең болады.

Температура сұйық азоттың шығынына және колонаның биіктігіне өте қатты әсер етеді.

Азот шығыны басқа физикалық абсорбция процестеріндегідей іс жүзінде СО концентрациясына байланысты емес және жалпы қысымның жоғарылауына пропорционалды түрде азаяды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

СО шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Тазарту дәрежесі қалпына келтірілген ерітіндінің үстіндегі CО парциалдық қысымына және жалпы газ қысымына байланысты.

Кросс-медиа әсерлер

Мәліметтер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

СО шығарындыларын азайту.

5.4.5.2. СО-ны термиялық каталитикалық жағып бітіру

Сипаттау

Көміртегі оксидін тотықтыру үшін марганецті, мыс-хромды және құрамында платина тобындағы металдар бар катализаторлар қолданылады. Бөлінетін газдардың құрамына байланысты өнеркәсіпте әртүрлі технологиялық тазарту схемалары қолданылады.

Техникалық сипаттама

Әдістің мәні СО-ның СО₂-ге ауа оттегісімен дейін тотығуын білдіреді:

2СО + О₂ 2СО₂ + Q

Процесс екі нұсқада жүзеге асырылады: 900–1000С кезінде термиялық каталитикалық емес жағып бітіру және 350–400 С температура кезінде каталитикалық жағып бітіру.

Қондырғы схемасы төмендегі суреттерде көрсетілген.

1 – газарна; 2,3 – келтеқұбыр; 4 – тұтатқыш білте; 5 – жағып бітіру камерасы; 6 – жылу алмастырғыш кәдеге жаратушы

5.20-сурет. СО каталитикалық емес жағып бітіру

1 – газарна; 2 – келтеқұбыр; 3 – жапқыш; 4 – желдеткіш; 5 – жапқыш.

5.21-сурет. СО каталитикалық жағып бітіру

СО каталитикалық емес жағып бітіру қондырғысы былайша жұмыс істейді: газарнасына тазарту газын жібереді, осы жерге отын мен ауа да келіп түседі. Тұтатқыш құрылғының көмегімен газ қоспасы тұтатылады және жағып бітіру камерасында жағылады. Камерадан шыққан кезде газдың температурасы 1100–1200 С болады, сондықтан түтін газдарының температурасы 200–300 С дейін төмендейтін жылу алмастырғыштарды камераның артына орнатқан дұрыс. Термиялық күйдіру мүмкін болмаған жағдайда СО-ны каталитикалық жағып бітіру қолданылады. Бұл жағдайда алюминий оксидіне қолданылатын никельді немесе платиналы катализатор қабаты бар құрылғылар қолданылады. Тазартылатын газды 200–300 С температураға дейін алдын ала қыздырғаннан кейін газ қоспасы тазартуға жіберіледі. Әдетте қыздыру тазартылған газдарды айналып өту арқылы, ал қондырғы іске қосылған кезде-белгілі бір мөлшерде отынды жағу арқылы жүзеге асырылады. Катализаторда процесс 300–350 С температурада жүреді. 20 % мыс оксиді қосылған MnO₂негізіндегі катализаторды білдіретін гопкалит катализаторын пайдалануға болады. Процестің температурасы 250 С-ға жуық. Катализаторда болатын тотығу реакциялары экзотермиялық болып табылады, бұл катализ өнімдерінің қатты қызудырылына әкеледі. 700°С дейінгі температурада конвертерленген газ 4 МПа қысыммен 380°С-ға дейін қыздырылған су буын өндірумен қамтамасыз етеді кәдеге асыру қазанына беріледі. Кәдеге асыру қазанынан шыққан зарарсыздандырылған газдар 200°С жуық температурада түтінтартқымен түтін құбыры арқылы атмосфераға эвакуацияланады. 60 мың м³/с бөлінетін газдарды өңдеген кезде электр энергиясының шығыны 500 кВт құрайды, 26,5 т/с бу өндіріледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

СО шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Катализаторларды қолдану арқылы кейбір жағдайларда 99,9 %-ға жететін газды тазартудың жоғары деңгейіне қол жеткізуге болады.

Кросс-медиа әсерлер

Көміртегі оксидімен қатар белгілі бір өндіріс жағдайларына байланысты газдарда басқа да улы компоненттер болуы мүмкін: күкірт диоксиді, азот оксидтері, әртүрлі тозаң түріндегі механикалық қоспалар.

Құрамында күкірт диоксиді болғандықтан, марганец катализаторы 3-4 сағат ішінде белсенділігін жоғалтады. Күкірт диоксидін газдардан алдын-ала алып тастау бұл катализатордың 150-180 °C температурада тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді, ал 220-240 °С кезінде 2000 с'¹ газдың көлемдік жылдамдығында көміртегі оксидінің 90-96 % залалсыздандыру дәрежесіне қол жеткізіледі. Мыс-хромды катализатор (50 % мыс оксиді және 10 % хром оксиді) 240 °С кезінде газдың жоғары көлемдік жылдамдығында көміртегі оксидінің конверсиясының қажетті дәрежелеріне (20 мың с^| дейін) және ұзақ жұмыс уақытына (120 с дейін) қол жеткізуге мүмкіндік береді. Алайда, осы екі типтегі катализаторларды қолданған кезде көміртегі оксидінің залалсыздандыру дәрежесі өңделетін газдардың көлемдік жылдамдығының жоғарылауымен, процесс температурасының төмендеуімен және конверттелетін газдардағы көміртегі оксидінің жоғарылауымен төмендейді, бұл осы катализаторларды қолданудың орындылығын шектейді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жаңа кәсіпорындарда және қолданыстағы кәсіпорындарды жаңғырту кезінде қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

СО шығарындыларын азайту.

5.4.5.3. СО каталитикалық жағып бітіру

Сипаттау

Тотыққан темір катализаторларының қатысуымен жүргізілетін су газының реакциясын (су буымен конверсиялау) пайдалана отырып, құрамында СО мөлшері жоғары газ қоспаларын тазарту процесі.

Техникалық сипаттама

Құрамында СО мөлшері жоғары газ қоспаларын тазарту процесі тотыққан темір катализаторларының қатысуымен жүргізілетін су газының реакциясын (су буымен конверсиялау) пайдалана отырып жүзеге асырылады:

CO + Н₂O = CO₂ + Н₂ + 37,5 кДж/моль

Процесс табиғи газды конверсиялау арқылы алынған сутекті тазарту үшін қолданылады, оған қоса, әдісті H₂:CO в синтез-газдағы байланысын өзгерту үшін, сондай-ақ металдарды термиялық өңдеуге арналған қорғаныс атмосферасын тазарту үшін пайдаланады. Өнеркәсіптік конверсия катализаторы өлшемі 6,4x6,4 немесе 9,6x9,6 мм таблетка түрінде болады. Оның құрамында 70 % бастап 85 % дейін Fe₂O₃ және 5–15 % Cr₂O₃ промотор болады. Катализатор күкіртті қосылыстардың қатысуымен тамшы ылғалы қысқа мерзімді әсер еткенде салыстырмалы түрде тұрақты болады; ол белсенділігін 600 ^оС-ға дейін сақтайды. Бастапқы газдағы CO жоғары концентрациясы жағдайында контактордағы катализатор бірнеше қабатқа орналастырылады, сонымен қатар қабаттар арасындағы жылуды бұру үшін шаралар қабылдау қажет. Процесс схемасы төмендегі суретте көрсетілген.

1 – бірінші сатылы СО конверторы; 2, 6 - тоңазытқыштар; 3 – бірінші сатылы CO₂абсорбері; 4 – газ қыздырғыш; 5 – екінші сатылы СО конверторы; 7 - екінші сатылы CO₂абсорбері

5.22-сурет. Су газының реакциясы арқылы газдарды көміртегі оксидінен тазартуға арналған қондырғы схемасы

Табиғи газды бумен конверсиялау нәтижесінде пайда болған және құрамында сутегі, оксид және көмірқышқыл газы бар газ қоспасын конверсия реакторынан шыққаннан кейін су буын қосып 370 °С дейін салқындатады және бірінші сатылы конвертор арқылы өткізеді (1). Мұнда 90–95 % катализатордың қатысуымен СО сутектің эквивалентті мөлшерін қалыптастыра отырып CO₂-ге айналады. Газ сулы тоңазытқышта (2) 35–40 °С дейін салқындатылады және одан көміртек диоксиді этаноламинмен алынады. Тазартылған газ жылытылады, қажетті мөлшерде су буы қосылады, қайтадан конверсияға ұшыратылады және пайда болған CO₂-ден тазартылады. Жоғары тазалықтағы сутекті алу үшін кейде процесс үш сатыда жүзеге асырылады. Үшінші сатыдан кейін газдың құрамы мынадай болады: 99,7 % (жалпы) H₂; 0,02% CO; 0,01 % CO₂; О,27 % CH₄.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

СО шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Артықшылықтары: табиғи ортаға шығарылатын улы қалдықтардың болмауы; үнемділік; еріткіш – судың қолжетімділігі, технологиялық процестің және қолданылатын аппараттардың салыстырмалы түрде қарапайымдылығы.

Кемшіліктері: СО₂ бойынша судың шағын сіңіру сыйымдылығы, бөлінетін СО₂ тазалығының жеткіліксіздігі.

Кросс-медиа әсерлер

Суды тұтыну.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

СО шығарындыларын азайту.

5.4.5.4. Құрамында органикалық заттары аз шикізат материалдары мен отынды пайдалану арқылы СО шығарындыларын және СО өтпенділігін азайту

Сипаттау

Құрамында органикалық заттары аз шикізат материалдарын және көміртегі мөлшерінің қатынасы төмен отынды пайдалану арқылы СО шығарындыларын азайту және жану процесін, отын сапасын және отын беру жүйесін реттеу арқылы СО₂ өтпенділігін азайту.

Техникалық сипаттама

Мүмкіндігінше құрамында органикалық материалдардың мөлшері аз шикізатты таңдау да СО шығарындылардын азайтуы мүмкін. Алайда, шикізатты таңдау пештің түріне және/немесе өндірілетін өнім түріне байланысты.

СО шығарындыларын реттеу.

Түтін газдарында СО деңгейін арттыру кезінде қауіпсіздік мақсатында электрсүзгілерді сөндіріп қойған жөн.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

СО шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

СО шығарындылары болған кезде электрсүзгілерде от тұтанып кетуі мүмкін.

Кросс-медиа әсерлер

Тозаң шығарындылары СО өтпенділігіне байланысты пайда болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

СО шығарындыларын реттеу менеджменті негізінен қолданылады.

Экономика

Деректер жоқ.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.5. Сарқынды сулар төгінділерін болғызбауға және азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.5.1. Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезінде су балансын басқару

Сипаттау

Бұл бөлімде сарқынды сулардың төгілуін азайту және болдырмау үшін қолданылатын техникалар, әдістер және/немесе әдістер жиынтығы сипатталған.

Техникалық сипаттама

Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру процестері кезінде су ресурстарын сарқынды сулардың әсерінен қорғау және олардың теңгерімін басқару үшін мынадай іс шараларды орындау қажет:

металлургиялық кәсіпорынның су шаруашылығы балансын әзірлеу;

технологиялық процесте айналым суымен жабдықтау және суды қайта пайдалану жүйесін енгізу;

технологиялық процестерде су тұтынуды азайту;

жергілікті сарқынды суларды тазарту және залалсыздандыру жүйелерін пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Технологиялық қажеттіліктерге су тұтыну көлемін азайту.

Су ресурстарын ұтымды пайдалану.

Сарқынды суларды беру үшін пайдаланылатын энергия ресурстарының мөлшерін азайту.

Сарқынды суларды одан әрі тазарту үшін қолданылатын химиялық реагенттердің мөлшерін азайту.

Сарқынды сулардың төгінділерін және ондағы ластағыш заттардың концентрациясын азайту немесе толығымен жою.

Қабылдаушы суларға (мысалы, өзендер, каналдар және басқа да жер үсті су ресурстарына) биогендік жүктемені азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Технологиялық процестердің су тұтынуы мен су бұруын басқару мақсатында су шаруашылығы балансын әзірлеуде мыналар көзделеді:

су тұтыну және су бұру режимінің су шаруашылығы балансымен байланыстыра отырып іске асыруға болатын өзгерістері;

сулы деңгейжиек пен жер үсті су объектілерінің сарқылуын және ластануын болдырмау;

технологиялық процестерде тұщы суды ең аз көлемде тұтына отырып су пайдалануды ұтымды ұйымдастыру;

пайдаланылған суды рециркуляциялау, тазарту және оны қайта пайдалану мүмкіндігі;

осал компоненттерді (кіші өзендер мен бұлақтар, сулы-батпақты жерлер және т. б.), жергілікті халықтың жергілікті су ресурстарына тәуелділігін анықтау мақсатында іргелес аумақтардағы су шаруашылығы жағдайын есепке алу.

Айналмалы сумен жабдықтау жүйесі технологиялық процесте айналмалы суды бірнеше рет пайдалануды қамтамасыз етеді. Айналмалы сумен жабдықтау схемаларын таңдау технологиялық процеспен, судың сапасына қойылатын техникалық шарттармен анықталады. Бұл табиғи көздерден су алуды азайтуға мүмкіндік береді (су алу тек жүйені толықтыру үшін қажет), сарқынды сулардың төгінділерін азайтуға немесе толығымен жоюға мүмкіндік береді.

Техникалық суды қайта (дәйекті) пайдалану бір өндірістік процесте пайдаланылған суды басқа технологиялық қажеттіліктерге пайдалану болып табылады. Мысалы, компрессорлық станция жабдығын салқындату процесінде қыздырылған суды жылыту жүйесінде немесе жөндеу алдында жабдықты жууға пайдалануға болады; нөсерлі сарқынды суларды тозаңды басу процесінде, өсімдіктерді суару үшін, жол техникасын жуу үшін және т.б. пайдалануға болады. Техника технологиялық қажеттіліктерге табиғи көздерден су алуды азайтуға мүмкіндік береді.

Суды аз тұтынумен немесе оны мүлдем тұтынбаумен сипатталатын суды үнемдейтін немесе сусыз технологияларды қолдану, бұл технологиялық қажеттіліктерге табиғи көздерден су алуды азайтуға мүмкіндік береді. Мысалы, өндіріске мөлшерленген су беру, жабдықты салқындату процестерінен басқа, технологиялық процесс тоқтаған кезде суды автоматты түрде өшіру.

Сарқынды суларды бөлек жинау жүйесі сарқынды сулардың ағындарын ластану дәрежесі мен түрлері бойынша жергілікті тазартуды оңтайлы тәсілмен жүргізу, тазартылған су процесіне барынша қайтару; тазарту құрылыстарына гидравликалық жүктемені азайту болып табылады. Техника су объектілеріне сарқынды суларды ағызу көлемін азайтуға мүмкіндік береді.

Кросс–медиа нәтижелері

Су айналымы жүйесін ұйымдастыруға ресурстар мен материалдардың қосымша көлеміне қажеттілік.

Судың сапасын бақылау және ластағыш заттарды анықтау шығындары.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Ұсынылған әдістер (конструктивті және техникалық шешімдер) техникалық мүмкіндік пен экономикалық орындылық кезінде қолданылады, оларды жеке де, жиынтықтап та қолдануға болады. Технологиялық процестің ерекшеліктеріне; өндірістік объектілердің техникалық мүмкіндіктеріне, конструктивтік ерекшеліктеріне; климаттық жағдайларға; сарқынды сулардың сапалық құрамы мен көлеміне байланысты шектеулер.

Экономика

Әрбір жеке жағдайда техниканың құны әртүрлі болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

Су ресурстарын ұтымды пайдалану.

Сарқынды сулар мен ластағыш заттар төгінділерінің көлемін азайту.

5.5.2. Сарқынды сулардың түзілуін болғызбау

Сипаттау

Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезінде жиналатын сарқынды сулар тұйық циклде қайта пайдалану немесе ластағыш заттардың су экожүйелеріне қосылуына жол бермеу үшін тазартылуы тиіс.

Техникалық сипаттама

Пайда болған сарқынды сулардың көлемін азайтуға төмендегі әдістерді қолдану арқылы қол жеткізуге болады:

Тиімді су айналымы жүйелерін пайдалану;

Технологиялық мақсаттар үшін салқындатқыш суды немесе конденсацияланған буды қайта пайдалану; сондай-ақ, шартты түрде таза сарқынды суларды болашақта пайдалану үшін (мысалы, технологиялық жабдықты салқындату үшін) қайта пайдалануға болады. Бұған дейін пайда болған сарқынды сулар салқындатылады (қажет болған жағдайда) және қоспалардан тазартылады.

Суды пайдаланбай, тозаң-газ тазартқыш құрылғыларды қолдану;

Екінші реттік жылу алмастырғыш ретінде ауа салқындатқыштары бар жабық контурлы салқындатуды қолдану;

Буландырғыш салқындатқыштарды ағызуды азайту;

Бөлек кәрізді пайдалану;

2 технологиялық желі - өндірістік сарқынды сулар және шаруашылық-тұрмыстық сарқынды сулар бойынша сарқынды суларды жинау және бұру;

Технологиялық су ағындарымен ластанбаған су ағындарының (жаңбыр суы, түйіспейтін салқындатқыш су) бөлек кәрізін пайдалану.

Өндірістік сарқынды сулар ластанған сарқынды сулар және шартты түрде таза (ластанбаған) сарқынды сулар болып екіге бөлінеді. Ластанған сарқынды сулар суды тікелей технологиялық циклдар мен процестерде қолданғаннан кейін, шартты түрде таза сарқынды сулар технологиялық жабдықтың элементтері салқындағаннан кейін пайда болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су тұтыну көлемін азайту.

Суды айдау үшін пайдаланылатын энергия мөлшерін азайту.

Сарқынды сулар үшін қолданылатын реагенттердің мөлшерін азайту.

Шығарылатын сарқынды сулар көлемінің және олардағы ластағыш заттардың концентрациясының төмендеуі. Су қабылдағышқа берілетін процестің жылу сыйымдылығы.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

5.11-кестеде түзілетін сарқынды сулардың көлемін болдырмауға және/немесе қысқартуға ғана емес, сонымен қатар суды пайдалану көлеміне және соның салдарынан жалпы қоршаған ортаға жүктемені азайтуға бағытталған шаралар көрсетілген. Суды тұтынудың жалпы және үлестік көлемдерінің төмендеуі нәтижесінде тазартудан кейін ағызуға жіберілетін сарқынды сулар көлемінің азаюына әкеп соғады.

5.11-кесте. Сарқынды суларды болдырмау және/немесе азайту шаралары

р/с №	Сипаттау	Қол жеткен артықшылықтар
1	2	3
1	Құрамында ластағыш заттар бар сарқынды суларды шартты түрде таза, нөсер суларынан немесе өзге де сулардан бөлу	Бастапқы су тұтыну және сарқынды сулардың түзілу көлемін қысқарту
2	Су айналымының тұйық жүйелерін (суды рециркуляциялау жүйесін) құру, сондай-ақ технологиялық процестерде беткейлерден бұрылатын шартты түрде таза суларды пайдалану.	Бастапқы су тұтыну көлемін қысқарту
3	Сарқынды суларды, оның ішінде нөсер суларын және дренаждық суларды өңдеу және кейіннен пайдалану үшін өндірістік дренаждық коллекторларда жинау және бөлу жүйелерін құру	Сарқынды сулардың пайда болуын азайту
4	Технологиялық суларды (мысалы, конденсат пен салқындатқыш суларды) бөлек бұруды пайдалану. Бұл ретте, оларды кейіннен пайдалану үшін, сарқынды сулардың құрамындағы шикізаттың немесе өнімнің шығыны салдарынан туындайтын ластағыш заттарды барынша тазартып алуға назар аудару қажет.	Суды қайта пайдалану жүйелерінің тиімділігін арттыру
5	Бақылауға жататын көрсеткіштер, сондай-ақ кәсіпорынның ерекшелігіне, сондай-ақ сарқынды сулардың көлеміне, ластану түрлері мен мөлшеріне және оларды тазарту сапасына қойылатын талаптарға байланысты бақылаудың кезеңділігі туралы ақпаратты көрсететін өндірістік экологиялық бақылау бағдарламаларын әзірлеу. Ағызылатын сарқынды сулардың сапасын бақылауды коллекторда, құрама камерада немесе тазарту құрылыстарынан шығарылатын құдықта жүзеге асырады.	Сарқынды суларды өңдеу процесін оңтайландыру және сарқынды суларды өңдеу объектісінің тұрақты және үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету
6	Құбыржол жүйелері мен сорғы қондырғыларын қоса алғанда, жабдықтың тұтастығы мен герметикалығын, сондай-ақ жылыстау пайда болуы мүмкін орындарды (тұндырғыштар мен суды өңдеудің басқа да тораптарын) бақылау жүйесін енгізу.	Бастапқы су тұтыну көлемін қысқарту

Кросс-медиа әсерлер

Қаржылай шығындар.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Кешенді су айналымы жүйелері температурасына, құрамына және қышқылдығына қатысты кейіннен қолдану үшін өндіріс қажеттіліктерін қанағаттандырған кезде іске асрылады.

Суды пайдаланып бөлінетін газдарды тазарту технологиялары тазартылатын ағынның жоғары ылғалдылығы және қышқылды тұман немесе тұтқыр заттар түрінде қоспалар болған жағдайда қолданылады.

Ауа салқындатқыштары бар жабық контурды салқындатуды қайталама жылу алмастырғыштар ретінде пайдалану ауа салқындатқыштарын орнату үшін үлкен аумақтарды қажет етеді.

Айналымдағы сумен жабдықтау илем өндірісінің көптеген кәсіпорындарында, мысалы, "KSP Steel" ЖШС ӨФ-де, "Кастинг" ЖШС-да технологиялық процеске біріктірілген.

Экономика

Қолданыстағы зауыттарда осы технологияларды енгізу жоғары инвестициялық шығындарға әкелуі мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Табиғат қорғау заңнамасының талаптары. Ағызылатын сарқынды сулардың көлемін азайту сарқынды суларды өңдеу қондырғысын пайдалана отырып, тазартуға түсетін сарқынды сулардың азаюына ықпал етеді.

5.5.2.1. Қайта пайдалану және рециркуляция

Сипаттау

Өндірістік циклде қайта пайдалану арқылы ағызылатын сарқынды сулардың көлемін азайту.

Техникалық сипаттама

Суды қайта пайдалану техникалары мен әдістері қара металлургияда төгілетін сарқынды сулардың құрамында сұйық қалдықтардың түзілуін азайту үшін сәтті қолданылады. Сарқынды сулар көлемінің төмендеуі кейде үнемді болып табылады, өйткені ағызылатын сарқынды сулар көлемінің төмендеуіне байланысты табиғи су объектілерінен тұщы суды алу көлемі азаяды.

Көп жағдайда қайта өңдеу және қайта пайдалану процестері технологиялық процестерге біріктірілген. Қайта өңдеу сұйықтықты алынған процеске қайтаруды қарастырады.

Тазартудан кейін пайдалануға болатын сулар төмендегідей бөлінеді:

өндіріс процесінде тікелей жиналатын сулар (мысалы, реактивті су, шаятын су, сүзінділер);

жабдықты тазарту нәтижесінде пайда болатын (мысалы, техникалық қызмет көрсету, бітелулерді жуу, өнімнің өзгеруіне байланысты көп мақсатты жабдықты тазарту кезінде) сарқынды сулар.

Сарқынды суларды қайта пайдалану суды басқа мақсатта пайдалануды білдіреді, мысалы жер үсті суларының ағындарын салқындату үшін пайдалануға болады.

Әдетте, айналым жүйесінде негізгі тазарту әдістері қолданылады немесе айналымдағы сұйықтықтың шамамен 10 %-ы қалқыма қатты заттардың, металдар мен тұздардың айналым жүйесінде жиналуын болдырмау үшін мезгіл-мезгіл төгіліп тұрады. Өңдеуден кейін тазартылған суды салқындату, ылғалдандыру және басқа да процестерде қайта пайдалануға болады. Тазартылған судың құрамындағы тұздар оны қайта қолданған кезде белгілі бір проблемалар тудыруы мүмкін, мысалы, жылу алмастырғыштарда кальций тұнбасы пайда болуы мүмкін. Мұндай проблемалар суды қайта пайдалануды айтарлықтай шектеуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бастапқы су пайдалану көлемін қысқарту.

Сарқынды сулардың пайда болуын болдырмау/тазартылған сарқынды сулардың көлемін азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Тазартудың белгілі бір әдістерін қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту рециркуляцияның тиімділігін арттыруға көмектеседі.

Кросс-медиа әсерлер

Кейінгі рециркуляция үшін сарқынды суларды тазарту қосымша энергия мен материалдарды қажет етеді (мысалы, салқындатқыш суды дайындау кезінде тұндырғыштар), олар мүмкін рециркуляцияның артықшылықтарын жоққа шығаратындай үлкен болуы мүмкін. Тазарту жабдықтарының (салқындатқыш мұнаралардың) шулы әсері.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Компоненттерді жанама өнімдер немесе тұз ретінде пайдаланған кезде, сондай-ақ ерітіндінің өткізгіштігі кезінде соңғы өнімнің сапасына теріс әсер етуі мүмкін жағдайларда суды рециркуляциялау немесе қайта пайдалану шектелуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Қолдану қажеттілігі келесі факторларға байланысты:

су тұтыну көлемін азайту;

сарқынды сулардың пайда болуын болдырмау;

сарқынды суларды ағызатын орындардың болмауы, мысалы, заңнамамен немесе жергілікті шарттармен шектелген;

экономикалық аспектілер (мысалы, таза суды пайдалану ақысының төмендеуіне немесе өнімді қалпына келтіруге және өнім шығымдылығын арттыруға байланысты).

5.5.3. Сарқынды суларды тазартудың заманауи әдістерін қолдану

Сарқынды суларды тазартуға бағытталған технологиялық тәсілдерді, әдістерді, шаралар мен іс-шараларды таңдау сарқынды сулардың құрамымен, технологиялық процестің ерекшеліктерімен, судың сапасына қойылатын техникалық шарттармен (айналымды сумен жабдықтау немесе қайта пайдалану жағдайында), сарқынды суларды қабылдайтын су объектісі суының сапасын ескере отырып белгіленген жол берілетін ағызу нормативтерімен айқындалады.

Соңғы ағындардың көлемін және олардағы ластағыш заттардың концентрациясын азайтудың оңтайлы әдісін анықтау үшін келесі маңызды факторларды ескеру қажет:

ағын су көзі болып табылатын процесс;

су көлемі;

ластағыш заттар және олардың концентрациясы;

ішкі қайта пайдалану мүмкіндіктері;

су ресурстарының қолжетімділігі.

Металдар, қышқыл түзетін заттар және қатты бөлшектер сияқты ластағыш заттардың концентрациясын табиғи су объектілеріне ағызылатын, қайта өңдеуге немесе қайта пайдалануға жатпайтын түпкілікті сарқынды суларды тазарту жолымен төмендету қажеттілігі табиғатты ұтымды пайдаланудың міндетті шарты болып табылады. Ол үшін өндірістік циклдің соңында химиялық тұндыру, шөктіру немесе флотация және сүзу сияқты тазарту технологиялары қолданылады. Әдетте, бұл әдістер сарқынды суларды тазартудың соңғы немесе орталық қондырғысында бірге қолданылады, бірақ технологиялық ағындар басқа сарқынды сулармен араластырғанға дейін металдарды тұндыру шаралары қолданылуы мүмкін.

Тазалаудың ең қолайлы әдісін немесе әртүрлі әдістердің комбинациясын таңдау әрбір нақты жағдайда әрбір өндірістік объектіге тән нақты факторларды ескере отырып жүзеге асырылады. Сарқынды сулардың құрамы концентраттың/шикізаттың сапасына және ылғалды жүйелерде тазартылған кейінгі бөлінетін газдардың құрамына байланысты өзгеруі мүмкін.

Сонымен қатар, сарқынды сулардың пайда болуына ықпал ететін әртүрлі мөлшердегі материалдарды жеткізу көздері немесе ауа-райы жағдайлары сарқынды сулардың алуан түрлілігін арттырады. Көбінесе өнімділікті оңтайландыру үшін технологиялық параметрлерді бейімдеу қажет. Соңғы ағындардың көлемін және ластағыш заттардың концентрациясын азайтудың оңтайлы әдісін анықтау үшін келесі факторларды ескеру қажет:

сарқынды сулардың көзі болып табылатын процесс;

пайда болған сарқынды сулардың көлемі;

қайта пайдалану (рециркуляциялау) мүмкіндіктері;

су ресурстарының қолжетімділігі;

тазарту әдісінің негізіне алынуы мүмкін ластағыш заттардың түрі мен концентрациясы, қоспалардың немесе олардың химиялық қосылыстарының физика-химиялық қасиеттері.

Судың сапасын бағалау кезінде ескерілетін сипаттамалар:

жалпы көрсеткіштер: pH, минералдану (құрғақ қалдық), БПК, ХПК, БПК арақатынасы: құрамында қалқыма заттар бар ХПК;

бейорганикалық көрсеткіштер: азот тобы (аммоний-ион, нитраттар, нитриттер, жалпы азот), жалпы фосфор, сульфидтер, хлоридтер, сульфаттар, фторидтер, металдар (Na, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn);

органикалық көрсеткіштер: жалпы органикалық көміртек, ПХДД/ПХДФ.

Суды өңдеуге бағытталған технологиялық тәсілдерді, әдістерді, шаралар мен іс-шараларды таңдау сарқынды сулардың құрамы мен ерекшеліктерімен, нақты қолдану мүмкіндіктерімен анықталады. Төменде келтірілген әдістер "құбырдың соңында" деп аталатын әдістерге жатады, олар әртүрлі себептермен сарқынды сулардың пайда болуын болдырмау мүмкін емес немесе тиімсіз болған жағдайда қолданылады. Барлық әдістерді механикалық, химиялық, физика-химиялық және биологиялық немесе биохимиялық деп бөлуге болады. Сарқынды суларды тазарту әдістерінің біреуін немесе комбинациясын таңдағанда ластану сипатын ескеру қажет.

5.5.3.1. Тұндыру

Сипаттау

Тұндыру - сарқынды сулардан гравитациялық күштің әсерінен тұндырғыштың түбіне тұнатын немесе оның бетіне қалқып шығатын ірі дисперсті қоспаларды бөліп алудың ең қарапайым және жиі қолданылатын әдісі. Бастапқы тұндырғыштар сарқынды суларды биологиялық тазартуға арналған құрылыстардың алдындағы тұндырғыштар; екінші тұндырғыштар - биологиялық тазартудан өткен сарқынды суларды ағартуға арналған тұндырғыштар деп аталады.

Техникалық сипаттама

Тұндыру әдісінің мәні мынада: кейбір қоспалар түбіне шөгеді, ал кейбіреуі бетіне көтеріледі, бұл судың тығыздығымен салыстырғанда қоспаның тығыздығына байланысты. Қағида бойынша, сарқынды суларды 6–24 сағат бойы тұндыру сарқынды сулардан 95 % дейін қалқыма заттарды кетіруге мүмкіндік береді. Тұндырғыштар көлденең және тік болады. Көлденең тұндырғыштарда сарқынды сулар ағыны көлденең, ал тік тұндырғышта тігінен төменнен жоғары қарай қозғалады. Көлденең тұндырғыштардың негізгі артықшылықтары: тереңдігі таяз, тазалау әсері тиімді, бірнеше бөлімдер үшін бір тырмалау құрылғысын пайдалану мүмкіндігі. Олардың кемшіліктеріне ені шектеулі болғандықтан көп мөлшердегі тұндырғыштарды қолдану қажеттілігі жатады.

1 — әкелуші астау; 2 — жартылай батпалы тақтай; 3 — қырғышты арба;

4 — әкетуші астау; 5 — май жинағыш астау; 6 — қалдықты жою

5.23-сурет. Көлденең тұндырғыш

Тік тұндырғыштардың көлденең тұндырғыштарға қарағанда артықшылығы бар; олардың қатарына шөгінділерді кетірудің ыңғайлылығы және құрылымның кішігірім ауданы жатады. Алайда, олардың бірқатар кемшіліктері бар, оларды атап көрсетуге болады: а) тереңдігі үлкен, бұл олардың құрылысын салу құнын арттырады, әсіресе жер асты сулары болған кезде; б) өткізу қабілеті шектеулі, өйткені олардың диаметрі 9 м аспайды. Тік тұндырғыштардағы тұнба гидростатикалық қысымның әсерінен жойылады. Тұнбаның ылғалдылығы 95 %.

5.24-сурет. Тік тұндырғыштың конструкциясы

Аппараттық құрылысының қарапайымдылығы, қалқыма бөлшектерді тиімді тазартуы механикалық сүзудің артықшылығы болып табылады. Механикалық сүзудің кемшілігі - механикалық сүзу кезінде сарқынды сулардан еріген қоспалар жойылмайды.

Тұндырғыштардағы тұнба гидростатикалық қысыммен және әртүрлі механизмдердің (қырғыштар, сорғылар, элеваторлар және т.б.) көмегімен жойылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Төгінділердегі қалқыма заттарды азайту 95 % дейін.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Су мөлдірлеткіште тұндыру, үлпек түзілу және сарқынды суларды қалқыма заттардың тұнба қабаты арқылы сүзу процестерін біріктіру арқылы ластағышлардың концентрациясын қалқыма заттар бойынша - 70 %-ға және БПК бойынша - 15 %-ға азайтуға қол жеткізіледі.

Өндірістік жағдайларда қол жеткізілген қалқыма заттардың концентрациясын төмендету әсері 50-60 %-дан аспайды.

Кросс-медиа әсерлер

Көлденең тұндырғыштардың кемшілігі оларда пайдаланылатын арба немесе шынжырлы типті тұнбаны тырмалауға арналған механизмдердің жұмыс сенімділігінің нашарлығы, әсіресе қысқы уақытта. Оған қоса, көлденең тұндырғыштар тік бұрышты құрылыстар сияқты басқа да бірдей жағдайларда радиалды тұндырғыштарға қарағанда құрылыс көлемінің бірлігіне темірбетон шығыны жоғары (30-40 %) болады.

Тік бастапқы тұндырғыштардың кемшілігі - құрылымдардың қарапайымдылығы, тереңдігі, мұның өзі 9 м - максималды диаметрін шектейді, сондай ақ су мөлдірлету тиімділігі төмен (әдетте қалқыма заттарды алу бойынша 40 %-дан аспайды).

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Сарқынды суларды ағызатын кәсіпорындар үшін жиі қолданылады.

Экономика

Тазарту қондырғыларының бағасына әсер ететін негізгі факторлар:

тазартылған судың сапасына және ластанған сарқынды сулардың сапалық құрамына қойылатын талаптар;

автоматтандыру деңгейі;

тазарту құрылыстарының өнімділігі.

Ендірудің қозғаушы күші

Сарқынды сулардағы қалқыма заттар төгінділерінің төмендеуі.

5.5.3.2. Сүзгілеу

Сипаттау

Сүзгілеу өткізгіш орта арқылы өтетін сарқынды сулардан қатты бөлшектердің бөлінуін білдіреді. Ең көп таралған сүзгі ортасы құм болып табылады.

Техникалық сипаттама

Әдетте, сүзгілеу әдістері сұйықтықтан қатты бөлшектерді бөліп алу үшін, сондай-ақ сарқынды суларды тазарту процесінде мөлдірлеудің соңғы кезеңі ретінде қолданылады. Орнату алдыңғы тазалау кезеңінен кейін қалған 0,001–0,02 мкм қатты бөлшектерді кетіру үшін тұндыру және соңғы бақылау кезеңдері арасында жүзеге асырылады. Сүзгілеу жойылатын бөлшектердің түріне байланысты әртүрлі сүзгі жүйелерін қолдану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін.

Кәдімгі сүзгілеу қондырғысы сұйық ағындар өтетін сүзгілеу материалының немесе материалдардың қабатынан тұрады. Сүзгілеу ортасынан өте алмайтын майда бөлшектер сүгілеу кегін құрайды, оны мысалы, қысымның айтарлықтай өзгеруін болдырмау үшін кері жуу арқылы тұрақты түрде немесе мезгіл-мезгіл алып тастап отыру керек. Қысым ауытқуының төмен деңгейінде сарқынды сулар ауырлық күшінің әсерінен сүзгілеуге беріледі.

Құм сүзгілері қалқыма қатты бөлшектерді немесе жартылай қатты материалдарды, мысалы, тұнбаларды немесе металл гидроксидтерін механикалық кетіруге арналған. Сарқынды суларды құмды сүзгіш арқылы тазарту сүзгілеу, химиялық сорбция және ассимиляция әсерлерінің комбинациясы арқылы жүзеге асырылады. Құм сүзгілері кейде құм қабаттарымен толтырылған қысымды ыдыс ретінде пайдаланылады, оның тереңдігі артқан сайын түйіршіктілігі де артады. Бастапқыда сүзгілеу кегі әсіресе ұсақ бөлшектерге қатысты сүзгілеу тиімділігін арттыруға ықпал етуі мүмкін. Біраз уақыттан кейін сүзгілегіш құм қабатын кері жуу арқылы тазалау керек. Құм сүзгілері көбінесе тұйық циклден шығарылатын суды немесе сарқынды суларды қосымша тазарту үшін қолданылады, содан кейін оларды техникалық су ретінде пайдалануға болады. Стандартты құм сүзгі құрылғысының схемасы төмендегі суретте көрсетілген.

5.25-сурет. Құм сүзгінің схемасы

Қажетті нәтижеге жету үшін өте ұсақ бөлшектерді алып тастағанда гиперсүзгілеу немесе кері осмос қолданылады. Гиперсүзгілеу молекулалық салмағы шамамен 100-ден 500 мкм-ге дейінгі бөлшектердің өтуін қамтамасыз етеді, ал ультрасүзгілеу мөлшері 500-ден 100000 мкм-ге дейінгі бөлшектер үшін қолданылады.

Ағындар ультрасүзгілеу мембранасы арқылы өтеді. Бұл өте ұсақ тесікті мембрана су бөлшектері сияқты молекулалық бөлшектердің өтуіне мүмкіндік береді және үлкен молекулалық бөлшектердің енуіне жол бермейді. Өте ұсақкөзді мембраналарды қолданған кезде металл иондары сияқты өте ұсақ бөлшектерді де сүзуге болады. Мембрананы пайдаланып сүзгілеу нәтижесінде таза сүзінді мен концентрат пайда болады, оны одан әрі тазарту қажет болуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға төгілетін шығарындыларды азайту, тазалау тиімділігі 70 % дейін. Жүктеме ретінде пайдаланылған жасанды материалдарды регенерациялау мүмкіндігі.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Сүзу режиміндегі жұмыс шарттары:

Ұзақтығы: 20–120 мин.

Максималды рұқсат етілген трансмембраналық қысым: 1,5 бар

Ұсынылатын трансмембраналық жұмыс қысымы: 0,6–1,2 бар

Сүзіндінің меншікті ағыны: 50-150 л/(м2 *ч)

Толықтырушы судың максималды лайлануы: 200 NTU

Максималды жұмыс температурасы: ≤ +40 °C

pH жұмыс диапазоны:1,0 – 12,0

Кросс-медиа әсерлер

Мәліметтер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Сарқынды суларды ағызатын кәсіпорындарда жиі қолданылады.

Экономика

Жобалау-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі. Экономикалық тұрғыдан тиімді, бірақ жеке тәсілді қажет етеді.

Ендірудің қозғаушы күші

Су объектілеріне төгінділерді азайту.

5.5.3.3. Химиялық шөгінділеу

Сипаттау

Химиялық шөгінділеу реагенттерді (кальций гидрототығы, натрий гидрототығы, күкіртті натрий) қосу немесе оларды үйлестіру арқылы pH мәнін түзетуді және ерігіш металдардың шөгу қарқындылығын арттыруды білдіреді.

Техникалық сипаттама

Химиялық шөгінділеу жойылуы тиіс иондарды аз ерігіш және нашар диссоцияацияланатын қосылыстарға байланыстыруды білдіреді. Металдарды жоюдың максималды тиімділігін қамтамасыз етудегі ең маңызды фактор тұндырғыш реактивтерді таңдау болып табылады. Су қоспаларын тұнба түрінде бөліп алу үшін реагенттерді таңдағанда, түзілетін қосылыстардың ерігіштігі туындыларының мәндерінен бастау керек; бұл мән неғұрлым төмен болса, суды тазарту дәрежесі соғұрлым жоғары болады. Суда бөгде тұздардың болуы, әдетте, өндірілген тұнбаның ерігіштігінің өсуіне әкеледі, бұл өндірістің иондық күшінің жоғарылауына байланысты. Сулы ерітінділердегі иондық реакциялардың жылдамдығы үлкен және әдетте реакциялар шаптозаң жүретінін айта кеткен жөн.

pH мәнін түзету.

Сарқынды суларға реагенттерді қосқан кезде (кальций гидрототығы, натрий гидрототығы, күкіртті натрий немесе олардың комбинациясы) тұнба түрінде металмен ерімейтін қосылыстардың түзілуі жүреді. Мәселен, қорғасын, хром (Ш), мырыш, кадмий және мыс иондары сілтімен әрекеттескенде баяу еритін гидроксидтер түзеді. Мұндай ерімейтін қосылыстарды судан сүзгілеу және седиментациялау арқылы жоюға болады. Коагулянтты немесе флокулянтты қосу оңай бөлінетін үлкен үлпектердің пайда болуына ықпал етеді және көбінесе тазарту жүйесінің жұмысын жақсарту үшін қолданылады.

Тәжірибе көрсеткендей, сульфид негізіндегі реагенттерді қолдану арқылы кейбір металдардың төмен концентрациясына қол жеткізуге болады. Сілтілік ортада металл сульфидтерін кетіру үшін күкіртті натрий, натрий гидросульфиді және т.б. сияқты реагенттер қолданылады. Сульфидті тұндыру тазартылған ағындардағы кейбір металдардың концентрациясының төмендеуіне әкелуі мүмкін (рН мәні мен температурасына байланысты). Металл сульфидтерін балқыту процесінде қайта пайдалануға болады. Бұл әдіспен селен және молибден сияқты металдарды тиімді түрде кетіруге болады.

Кейбір жағдайларда металл қоспасын тұндыру екі кезеңде жүзеге асырылуы мүмкін: алдымен гидроксидтің әсерінен, содан кейін сульфидті тұндыру арқылы. Артық сульфидтерді кетіру мақсатында тұндырудан кейін темір сульфатын қосуға болады.

Сарқынды суларды тазарту процесінде қажетті рН мәнін сақтау да өте маңызды, өйткені кейбір металл тұздары РН мәндерінің өте аз диапазонында ғана ерімейді. Осы диапазоннан шыққан кезде металды кетіру тиімділігі тез төмендейді. Металдарды жоюдың максималды тиімділігі үшін тазарту процесі әртүрлі реактивтерді қолдана отырып, әр түрлі РН мәндерінде жүргізілуі керек. Реактив пен рН мәнін таңдаудан басқа, ерігіштік дәрежесі судағы металдың температурасы мен валенттілік күйіне байланысты болуы мүмкін екенін ескеру қажет.

Қара металлургияда қалдық металдарды темірлі тұздарды қосу арқылы сарқынды сулардан тиімді түрде алып тастауға болады, осылайша күшән тұндырылған кезде кальций арсенаты немесе темір арсенаты пайда болады. Арсениттерді де тұндыруға болады, бірақ олар арсенаттармен салыстырғанда ерігіштігі мен төзімділігі төмен. Құрамында арсенит бар ағын, қағида бойынша, арсенаттың басым болуын қамтамасыз ету үшін тұндырар алдында тотықтырылады.

Ерімейтін темір арсенаттарын тұндыру селен сияқты басқа металдарды тұндырумен бірге жүреді, бұл металдардың әртүрлі түрлері мен темір гидроксиді шөгінділерінің өзара әрекеттесетінін білдіреді. Осының нәтижесінде темірлі тұздар азғантай концентрацияда болатын қоспаларды кетіргенде жоғары тиімділікке ие болады. Осылайша, әртүрлі металдарды тұндыру үшін оңтайлы рН мәндерінің айырмашылықтары болатынына байланысты әрбір металдың минималды мөлшеріне бір процесс шеңберінде қол жеткізу мүмкін емес.

5.12-кестеде металлургия өнеркәсібінде сарқынды суларды тазарту кезінде реагентті таңдау, металдарды тұндыру үшін реакцияның жүру шарты туралы ақпарат берілген.

5.12-кесте. Металдарды және олардың қосылыстарын тұндыру әдістері

р/с №

Металл

Пайдаланылатын реагент

Түзілетін зат (тұнба)

Қосымша шарттар

1	2	3	4	5
1	Zn	Ca(OH)₂ (сұйық әк)	Zn (OH)₂	Мырышты толық тұндыру үшін талап етілетін рН мәні 9–9,2 диапазонында.
2		Na₂CO₃ (натрий карбонаты)	ZnСОз·Zn(OH)₂·H₂O	Реагенттің едәуір мөлшері талап етіледі, сондықтан кейіннен мырышты ащы натрмен тұндыра отырып күкірт қышқылын натрий карбонатымен алдын-ала бейтараптандыруды көздейтін мырышты судан екі сатылы тазарту ұсынылады.
3		Na₂S (натрий сульфиді)	ZnS	рН оңтайлы мәні 2,5–3,5-ті құрайды.
4	Pb	Ca(OH)₂ (сұйық әк)	Pb(OH)₂	рН деңгейі = 8,0–9,5. Осы шектерден жоғары және төмен болғанда гидроксидтің ерігіштігі артады.
5	Hg	Na₂S (натрий сульфиді)	Hg₂S	Құрамында басқа тұздар бар нақты сарқынды суларда Hg₂S ерігіштігі тазартылған суға қарағанда жоғары. Тұндыру нәтижесінде сынап сульфидінің коллоидтық бөлшектері түзіледі, олар судан алюминий немесе темір сульфатының коагуляциясы арқылы бөлінеді. Мұндай тазартудан кейін сынаптың қалдық концентрациясы 0,07 мг/дм³-тен аспайды.
6	As	NaHS (натрий сульфогидраты) Nа₂S (натрий сульфиді)	As₂S₃	Температураға байланысты және температураның 50-60°C төмен мәндерінде барынша баяу жүреді. Үш валентті күшән тұнбаға күшәннің үш валентті сульфиді (As2S3) түрінде шөгеді, оны судан pH-тың 4–5-тен төмен мәндері кезінде бөліп алу қажет. pH мәні жоғарылаған кезде және As₂S₃ бар болғанда күшәннің ерітіндіге қайтарылу қаупі туындайды. Реакцияның кемшілігі аздаған мөлшерде күшән сульфидінің (As₂S₅) түзілуі болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға сарқынды сулармен бірге ластағыш заттардың түсуін азайту.

Сарқынды суларды химиялық тұндыру арқылы тазартудың тиімділігі негізінен келесі факторларға байланысты:

химиялық тұндыру реактивін таңдау;

қосылатын тұндырғыш реактивтің мөлшері;

тұндырылған металды кетірудің тиімділігі;

бүкіл тазалау процесінде қажетті рН мәнін сақтау;

белгілі бір металдарды кетіру үшін темірлі тұздарды қолдану;

флокулянттарды немесе коагулянттарды пайдалану;

сарқынды сулардың құрамын өзгерту;

комплекс түзуші иондардың болуы.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Әдістерді таңдағанда өндірістік процестердің ерекшеліктерін ескеру қажет. Сонымен қатар, қолданылатын әдістерді таңдағанда, қабылдаушы су объектісінің мөлшері мен ағын жылдамдығы белгілі бір рөл атқаруы мүмкін. Жоғары концентрациялардың көлемдік ағынының төмендеуі тазарту үшін тұтынылатын энергия көлемінің төмендеуіне әкеледі. Жоғары концентрацияланған сарқынды суларды тазарту жоғары концентрациялы сарқынды суларға әкеледі, бірақ аз концентрацияланған ағындармен салыстырғанда қалпына келтіру жылдамдығы жоғары, бұл жалпы ластағыш заттарды жоюды жақсартады.

Кросс-медиа әсерлер

Реагент ретінде пайдаланылатын энергия мен шикізаттың қосымша шығыны. Кәдеге жарату қажет болатын қалдықтардың (шөгінділердің) пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жаңа және қолданыстағы қондырғыларда жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары. Әлеуметтік-экономикалық аспектілер. Табиғи су объектілеріне ластағыш заттардың төгінділерін азайту.

5.5.3.4. Белсендірілген көмірді қолданып адсорбциялау

Сипаттау

Адсорбция - қатты зат жоғары кеуектілігіне және бетінің борпылдақтығына байланысты судан еріген затты шығару үшін қолданылатын процесс. Бұл процесте белсендірілген көмір қатты зат болып табылады.

Техникалық сипаттама

Жоғары кеуекті көміртекті зат болып табылатын белсендірілген көмір әдетте сарқынды сулардан органикалық материалдарды кетіру үшін қолданылады, сонымен қатар сынапты кетіру және қымбат металдарды алу үшін де қолдануға болады. Қағида бойынша, белсендірілген көмір негізіндегі сүзгілер материал бір сүзгіден екінші сүзгіге өтіп кеткенде тазалап отыру үшін бірнеше қабаттар немесе картридждер ретінде пайдаланылады. Содан кейін пайдаланылған сүзгі ауыстырылады және екінші сүзгі ретінде пайдаланылады. Бұл операция сүзгілер арқылы өтіп кететін өтпенділерді анықтайтын тиісті әдіс болғанда орындалады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға органикалық заттар, сынап және бағалы металдар шығарындыларын азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Абсорбция әдісін қолданудың негізгі артықшылықтары:

процестің жақсы басқарылуы;

қайталама ластанудың пайда болмауы.

Кросс-медиа әсерлер

Пайдаланылған адсорбентті кәдеге жарату қажеттілігімен байланысты қосымша шығындар. Белсендірілген көмірді қалпына келтіру мүмкін, бірақ бұл процесс көп уақытты қажет етеді және тәулік бойы жұмыс істейтін тазарту қондырғылары жағдайында қолайсыз. Белсендірілген көмірді бір реттік жүктеу ретінде пайдалану көбінесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Ластағыш заттардың шығарылуын азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

5.5.3.5. Қышқыл ағындарды бейтараптандыру

Сипаттау

Тиісті реагентті (әдетте темір гидроксиді) қолдана отырып, әлсіз қышқылдары бар сарқынды суларды (күкірт қышқылын өндіретін сарқынды сулар немесе әртүрлі қышқылды шаятын сулар) тазарту.

Техникалық сипаттама

Қышқыл сарқынды сулардың көпшілігінде ауыр металдардың тұздары болады, оларды бөліп алу керек. Осы мақсаттар үшін сутегі мен гидроксид иондары арасындағы бейтараптандыру реакциясы қолданылады, нәтижесінде диссоциацияланбаған су пайда болады. Реагенттер ретінде NaOH, КОН, Na₂CO₃, NH₄OH, СаСО₃, MgCO₃, доломитті (CaCO₃-MgCO₃) пайдалануға болады. Арзан тұратынына байланысты көбінесе кальций гидроксиді (әк) қолданылады. Бейтараптандыруға арналған әк сарқынды суға кальций гидроксиді ("ылғалды" мөлшерлеу) немесе құрғақ ұнтақ ("құрғақ" мөлшерлеу) түрінде енгізіледі. Күкірт қышқылды сарқынды суларды сұйық әкпен бейтараптандырған кезде әк шығыны (СаО бойынша) стехиометриялық есептеуден 5-10% жоғары мөлшерде қабылданады. Суды құрғақ ұнтақпен немесе әк пастасымен бейтараптандырған жағдайда, кальций оксидінің дозасы стехиометриялық дозаның 140-150% құрайды, өйткені қатты және сұйық фазалар арасындағы өзара әрекеттесу баяу жүреді және толық әрекеттеспейді. Әкті реагент ретінде пайдалану процесі кейде әктеу деп аталады. Әктеу басқасына қоса мырыш, қорғасын, хром, мыс және кадмий сияқты металдарды тұнбаға айналдыруға мүмкіндік береді. Кейде бейтараптандыру үшін кальций немесе магний карбонаттары суспензия түрінде қолданылады. Соданы және натрий және калий гидроксидтерін бағалы өнімдерді бір мезгілде алған жағдайда немесе бағасының қымбаттығына байланысты олар өндіріс қалдықтары болып табылса ғана пайдаланған жөн.

Қышқыл суларды бейтараптандыру үшін реагентті таңдау қышқылдардың түріне және олардың концентрациясына, сондай-ақ химиялық реакциялар нәтижесінде түзілетін тұздардың ерігіштігіне байланысты.

Құрамында қышқыл бар сарқынды сулардың үш түрі бар:

Құрамында күкірт және күкірт қышқылдары бар сарқынды сулар. Тазарту кезінде ерімейтін кальций тұздары пайда болады, бұл қышқыл ерітіндісі мен бөлшектер арасындағы реакция жылдамдығын төмендетеді. Тұздардың көп бөлігі тұнба болып Бұл қышқылдардың тұздары суда жақсы еритіндіктен, реагентті таңдауда қиындықтар болмайды шөгеді.

Құрамында күшті қышқылдар бар сарқынды сулар (мысалы, HNO₃). Так как соли этих кислот хорошо растворимы в воде, отсутствует сложность при выборе реагента.

Құрамында әлсіз қышқылдар бар сарқынды сулар (Н₂СО₃, СН₃СООН). Тазарту үшін негізінен сұйық әк қолданылады. Сұйық әкпен араластырмай тұрып сарқынды суларды қатты заттардан (құмтұтқыш) алдын ала тазартады. Сұйық әкпен бірге флокулянт ерітіндісі енгізіледі. Бейтараптандыру және үлпек түзілу түйіспелі резервуарда жүреді. Көмірқышқыл газын кетіру үшін сарқынды сулар түйіспелі цистерналарда ауамен желдетіледі. Бұл жағдайда тығыз құрылымның тұнбасы пайда болады. Тұнбаның ылғалдылығын төмендету үшін қосымша тұндыру қолданылады.

Негізінен кальций сульфатынан (кальций сульфаты) тұратын тұнба кейіннен өңдеу үшін сүзіліп, сусыздандырылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулардың көлемін азайту. Су тұтыну көлемін азайту (мөлдірлетілген суды процеске қайтару). Сарқынды сулардағы ластағыш сарқынды сулардың концентрациясының төмендеуі. Таза кальций сульфатын өндіру.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Өндірілген кальций сульфатының құрамында CaSO₄-2H₂O 96 %-дан көп болады. Қолданылатын реагенттердің салыстырмалы түрде арзан тұратынына және жалпы қолжетімділігіне қарамастан, бірқатар кемшіліктерін атап өткен жөн, атап айтқанда, бейтараптандыру алдында медиаторлардың міндетті құрылғысының қажеттілігі, бейтараптандырылған судың рН бойынша реагент дозасын реттеудегі қиындықтар.

Кросс-медиа әсерлер

Гипстің қаныққан ерітіндісінің пайда болатыны (CaSO₄) әкпен бейтараптандыру әдісінің маңызды кемшілігі болып табылады, бұл құбырлар мен жабдықтардың бітеліп қалуына әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Экономикалық пайда (сатуға дайын тауарлық өнімді алу).

5.5.3.6. Тотықтыру

Сипаттау

Тотықтырып тазалау әдісі улы және жағымсыз иісті қоспалары бар сарқынды суларды залалсыздандыру үшін қолданылады. Тотықтыру процесінде химиялық реакциялар нәтижесінде улы ластағыш заттардың уыттылығы азайтылады және оларды судан айырып алады.

Техникалық сипаттама

Хлор диоксиді марганецті (II) тұнбаға марганец оксиді түрінде тұндырыла отырып, марганецке (IV) дейін тиімді тотықтырады. Хлорит-анион да Mn-мен (II) әрекеттесетіндіктен, тұтас реакция мынадай түрде ұсынылуы мүмкін:

2ClO₂ + 5Mn₂⁺ + 6H₂O^-> 5MnO₂ + 12H⁺ + 2Cl^-

Реакция тез әрі қарқынды жүреді, 5 минут ішінде марганец оксидінің 99 %-дан астамын сүзгілеу арқылы кетіруге болады. Бұл реакция қышқыл ортаға қарағанда сәл сілтілі болады.

Хлор диоксиді темірді (II) тұнбаға темір гидроксиді (III) түрінде тұндырыла отырып, темірге (III) оңай тотықтырады. Хлорит-анион Fe-мен (II) де оңай әрекеттесетіндіктен, тұтас реакция мынадай түрде жазылуы мүмкін:

ClO₂ + 5Fe₂⁺ + 13H₂O ^-> 5Fe(ОH)₃ + Cl^- + 11H⁺

Содан кейін түзілген тұнба сүзгілеу әдісімен жойылады. Бұл реакцияға бейтарап және сәл сілтілі орта да ықпал етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулардағы ластағыш заттардың құрамы мен уыттылық деңгейінің төмендеуі.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

1 мг марганецті тотықтыру үшін рН>7 кезінде 2,5 мг хлор диоксиді керек. 1 мг темірді тотықтыру үшін рН>5 кезінде 1,3 мг хлор диоксиді керек.

Кросс-медиа әсерлер

Mn (II) "белсенді хлормен" тотықтырып тұндыру процесі тұнбаның пайда болуымен бірге жүреді, бұл кейіннен сулы ерітінділерден оны тазалау процестерін қолдануды қажет етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Сарқынды суларды төгетін кәсіпорындарда жиі қолданылады.

Экономика

Жобалау-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптарын сақтау. Әлеуметтік-экономикалық аспектілер. Ластағыш заттардың төгінділерін азайту.

5.5.3.7. Коагуляция, флокуляция

Сипаттау

Бұл әдіс рН мәнін түзету және еритін металдарды тұндыру қарқындылығын арттыру мақсатында реагенттерді біріктіруде алюминий және темір сульфаттары мен хлоридтері, алюминий гидросульфаттары мен гидроксохлоридтері сияқты реагенттерді қосудан тұрады.

Техникалық сипаттама

Коагулянттар ретінде әлсіз негіздердің көп зарядталған катиондары мен күшті қышқылдардың аниондары түзетін тұздар қолданылады. Суда аталған тұздар күрделі иондар түзуі үшін гидролизденеді. Ең көп қолданылатыны - алюминий мен темір сульфаттары мен хлоридтері. Гидролиз процесінде түзілген алюминий және темір гидроксидтерінің коллоидты күлдері агрегаттар түзу үшін коагуляцияланады. Агрегаттар сарқынды сулардың дисперсті фазасының бөлшектерімен бірге тұнбаға түседі және осылайша оны тазартады.

Коагулянттардың гидролизі коагуляцияның маңызды процестерінің бірі болып табылады. Оның толық жүруі суспензияның бөліну сапасына да, коагулянттың шығынына да әсер етеді. Сарқынды суларды тазарту кезінде коагулянттарды пайдаланудың максималды тиімділігін қамтамасыз ететін шешуші фактор дисперсті жүйеде коагулянттың концентрациясын, рН мәнін және дисперсті ортаның иондық құрамын өзгерту арқылы қажетті бағытта гидролиз жүргізу үшін жағдай жасау болып табылады. Дисперсті фазаның теріс заряды бар дисперсті жүйелер бөлінген жағдайда, бұл жағдайлар дисперсті фазаның оң заряды бар дисперсті жүйелер – теріс зарядталған гидрокскомплекстер бөлінген жағдайда оң зарядталған гидрокскомплекстердің алынуын қамтамасыз етуі тиіс.

Алюминий және темір сульфаттары мен хлоридтерімен қатар, соңғы уақытта негізділігі жоғары коагулянттар - гидросульфаттар мен алюминий гидроксохлоридтері кең қолданылып отыр. Дигидроксосульфаттың [Al₂(SO₄)₂(OH)₂]·11 Н₂О алюминий сульфатына қарағанда артықшылығы рН диапазонының анағұрлым кеңдігі, жоғары үлпек түзу қабілеті болып табылады. Осы заттыің гидролизі кезінде түзілетін гидрокскомплекстері жоғары оң зарядта болады. Оның коррозиялық белсенділігі алюминий сульфаттарына қарағанда айтарлықтай төмен. Қазіргі уақытта алюминий пентагидроксохлориді Al₂(OH)₅Cl кеңінен қолданылып отыр. Бұл коагулянттың өзіне тән айырмашылығы - оңтайлы рН мәндерінің аймағы кең, әсіресе қышқыл аймақта. Коагулянт дисперсті фазасы аз дисперсті жүйелерді бөлу кезінде жақсы жұмыс істейді, коррозиялық белсенділігі төмен.

РН мәні төмен дисперсті жүйелерді коагуляциялау үшін натрий алюминаты қолданылады. Жоғары рН мәндерінде натрий алюминаты алюминий сульфатымен бірге қолданылады.

Көптеген жағдайларда коагулянт қоспаларын қолдану жоғары тиімділік береді. Бұл ретте РН мен температураның оңтайлы мәндері аймағының едәуір кеңеюі қамтамасыз етіледі, үлпектер жекелеген коагулянттарды қолдану жағдайына қарағанда біркелкі тұнбаға түседі. 1:1 арақатынаста Al₂(SO₄)₃және FeCl₃ қоспасы қолданылады.

Флокуляция

Дисперсті жүйелердің тұрақтылығын реттеу үшін соңғы уақытта әртүрлі суда еритін полимерлер кеңінен қолданылуда, олардың өте аз қоспалары дисперсиялардың тұрақтылығын түбегейлі өзгерте алады. Олар сарқынды суларды дисперсті қоспалардан тазартуда, суспензияларды шоғырландыру мен сусыздандыруда, жауын-шашынның сүзу өнімділігін жақсарту үшін және т. б. кеңінен қолданылады. Жоғары молекулалық қосылыстардың (ЖМҚ) әсерінен дисперсті бөлшектердің агрегация дәрежесінің өзгеруі флокуляция деп аталатын барлық осы процестердің негізі болып табылады. Флокуляция нәтижесінде пайда болатын ықшамды коагулянттардан айырмашылығы, ірі агрегаттар (флокулалар) айтарлықтай борпылдақ болады. Флокуляция, әдетте, қайтымсыз процесс: бұл жағдайда ерітіндідегі реагент құрамын азайту арқылы (коагуляция кезінде байқалғандай) тұнбаны пептизациялауды (қайта ыдыратуды) жүзеге асыру мүмкін емес.

Жоғары молекулалық флокулянттар әдетте үш топқа бөлінеді: бейорганикалық полимерлер, табиғи текті заттар және синтетикалық органикалық полимерлер. Флокулянттардың соңғы класы аса жиі қолданылады. Ең көп таралған флокулянттар-полиакриламид (ПAA), акриламид, акрилонитрил және акрилат сополимерлері, полиакрил және полиметакрил қышқылдарының натрий тұздары, поли-диметиламиноэтилакрилаттар (ПДMAЭA) және т.б.

Сарқынды суларды коагуляция және флокуляция арқылы тазарту процесі келесі кезеңдерден тұрады: коагулянттар мен флокулянттардың жұмыс ерітінділерін дайындау, реагенттерді мөлшерлеу және сарқынды сумен араластыру, үлпек түзілуі, үлпектерді тұндыру.

Жұмыс ерітінділерін дайындау гидравликалық немесе механикалық араластырғыштарда жүзеге асырылады. Коагулянттардың жұмыс ерітінділерінің концентрациясы әдетте 3-5 %, кейде 7% дейін, флокулянттардың жұмыс ерітінділерінің концентрациясы 1% дейін болады. Сарқынды суды коагулянттардың жұмыс ерітінділерімен араластырғаннан кейін, ол гидравликалық немесе механикалық араластырғыштарда да жүзеге асырылуы мүмкін, су үлпек түзу камераларына жіберіледі, онда осы процесті күшейту үшін флокулянттар қосылуы мүмкін. Ара қабырғалы, құйынды және механикалық араластырғышы бар камералар пайдаланылады. Камераларда үлпек түзілу баяу – 10–30 минут бойы жүреді. Үлпектер тұндырғыштарда, мөлдерлегіштерде және бұрынырақ қарастырылған басқа аппараттарда тұндырылады. Кейде араластыру, коагуляция және тұндыру кезеңдері бір аппаратта жүзеге асырылады.

(1 – ерітінді дайындауға арналған аппарат; 2 – мөлшерлегіш; 3 – араластырғыш;

4 – үлпек түзу камерасы; 5 – тұндырғыш)

5.26-сурет. Коагуляция және флокуляция процестерінің схемасы

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулардағы ластағыш заттардың мөлшерін азайту.

Металдарды жоюдың максималды тиімділігін қамтамасыз ету үшін ең маңызды фактор тұндырғыштарды таңдау болып табылады. Сульфид негізіндегі реагенттерді қолдану кейбір металдардың төмен концентрациясына қол жеткізуге мүмкіндік беретінін көрсететін мысалдар бар. Сарқынды суларды тазарту процесінде дұрыс рН мәні де өте маңызды, өйткені кейбір металл тұздары рН мәндерінің өте аз диапазонында ғана ерімейді.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Әдістерді таңдағанда өндірістік процестердің ерекшеліктерін ескеру қажет. Сонымен қатар, қолданылатын әдістерді таңдағанда, қабылдаушы су объектісінің мөлшері мен ағын жылдамдығы белгілі бір рөл атқаруы мүмкін. Жоғары концентрация алу үшін көлемдік шығынын азайту тазалауға арналған энергия шығынын азайтуға әкеледі. Жоғары концентрацияланған сарқынды суларды тазарту жоғары концентрациялы сарқынды суларға әкеледі, бірақ аз концентрацияланған ағындармен салыстырғанда қалпына келтіру жылдамдығы жоғары, бұл жалпы ластағыш заттарды жоюды жақсартады. Тазалау тиімділігі 90-95 %-ға жетуі мүмкін. Коагулянт шығыны оның түріне, сондай-ақ сарқынды суларды тазартудың құрамы мен қажетті дәрежесіне байланысты және сарқынды сулардың 0,1-5 кг/м³ құрайды.

Кросс-медиа әсерлер

Энергия тұтынуды арттыру.

Қоспаларды қолдану.

Кәдеге жаратуға жататын қалдықтардың түзілуі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Жаңа және қолданыстағы қондырғыларда жиі қолданылады.

Экономика

Әрбір жеке жағдайда техниканың құны әртүрлі болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптарын сақтау. Әлеуметтік-экономикалық аспектілер. Табиғи су объектілеріне ластағыш заттардың төгінділерін азайту.

5.5.3.8. Ион алмасу

Сипаттау

Ион алмасу процесі әдетте ион алмасу шайырының түйіршіктері толтырылған бағанда жүреді. Ион алмасу бағанның жоғарғы жағынан басталады, содан кейін баған арқылы өтеді, осылайша алмасу процесінің тепе-теңдік күйін сақтайды.

Техникалық сипаттама

Ион алмасу процесі кейде технологиялық сарқынды сулардан металдарды шығару кезінде тазартудың соңғы кезеңі ретінде қолданылады. Ион алмасу арқылы сарқынды сулардан қажетсіз металл иондары оларды қатты матрицаға ауыстыру арқылы жойылады, сонымен бірге ион алмастырғыш құрылымындағы басқа иондардың тең мөлшерін қайтарады. Әдетте, ион алмасу процесі металдардың концентрациясы 500 мг/л-ден аз болған кезде қолданылады.

Ион алмастырғыштың сыйымдылығы ион алмастырғыш құрылымындағы иондар санымен шектеледі. Сондықтан ион алмастырғышты тұз қышқылы немесе каустикалық сода көмегімен қалпына келтіру қажет.

Ион алмастырғыштарды сарқынды сулардан белгілі бір металдарды кетіру үшін қолдануға болады. Мұндай таңдамалы ион алмасу процесі улы металдардың ағындарын тазартуда әлдеқайда тиімді. Сонымен қатар, баған аралас сарқынды сулармен жұмыс істегенде өте жоғары тазарту деңгейі мен тиімділігін қамтамасыз ете алады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға шығарылатын шығарындыларды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

ШРК талаптарына дейін тазалау мүмкіндігі.

Тазартылған суды айналымға 95 %-ға дейін қайтару.

Ауыр металдарды кәдеге жарату мүмкіндігі.

Тиімді лигандтардың қатысуымен тазарту мүмкіндігі.

Кросс-медиа әсерлер

Сарқынды суларды майлардан, беттік белсенді заттардан, еріткіштерден, органикалық заттардан алдын ала тазарту қажет. Иониттерді регенерациялауға және шайырларды өңдеуге арналған реагенттердің шығыны көп. Шаятын суларды концентраттардан алдын-ала тазарту қажеттілігі. Қосымша өңдеуді қажет ететін қайталама қалдықтардың - элюаттардың түзілуі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Сарқынды суларды төгетін кәсіпорындарда жиі қолданылады.

Экономика

Жобалау-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Су объектілеріне төгінділерді азайту.

5.5.3.9. Биологиялық тазарту, аэробты және анаэробты тазарту

Сипаттау

Сарқынды суларды биологиялық тазарту микроорганизмдердің (бактериялардың) тіршілік әрекетін пайдалануға негізделген. Бактериялардың ластанған суларда еріген күйде болатын органикалық заттарды тотықтыруы арқылы тазартылады. Биохимиялық әдіс механикалық тазартудан кейін суда қалған органикалық ластағыш заттардан 90% және одан жоғары мөлшерде тазартуға мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттама

Биологиялық тазарту әдісі ең тиімді, қарапайым және қолжетімді. Ол табиғи экожүйелердің микроорганизмдер қауымдастығы, яғни белсенді тұнба арқылы әртүрлі бейорганикалық және органикалық заттарды жою қабілетіне негізделген. Тазартудың бұл түрі органикалық қосылыстары бар сарқынды сулар үшін қолайлы. Биологиялық тазарту кезінде ағынды сұйықтықтан механикалық тазалаудан кейін қалған ең ұсақ қалқыма заттар алынады. Толық биологиялық тазартудан кейін еріген оттегі мен нитраттар бар шірімейтін сұйықтық алынады.

Биологиялық тазарту табиғи немесе жасанды түрде жасалған жағдайларда жүзеге асырылады. Сарқынды суларды табиғи биологиялық тазарту суару алқаптарында, сүзгілеу алаңдарында және биологиялық тоғандарда жүреді. Тазарту процесі биологиялық тоғандардың суындағы және топырақтағы оттегі қорына, сондай-ақ органикалық ластағыш заттарды тотықтыратын минерализаторлар - микроорганизмдердің белсенділігіне байланысты баяу жүреді.

Жасанды биологиялық тазарту биологиялық сүзгілерде немесе аэротенктерде жүргізіледі. Суды тазарту жасанды бақыланатын ортада жүзеге асырылатын тазарту қондырғылары (мысалы, аэротенктер және биологиялық сүзгілер). Бұл қондырғыларда био тазарту процесін жеделдететін жағдайлар жасалады. Тазарту процесінде алынған мөлдірлетілген ағынды сұйықтық хлорлау арқылы зарарсыздандырылғаннан кейін су қоймаларына жіберіледі. Табиғи биологиялық тазарту үшін суару алаңдары немесе сүзгілеу алаңдары бөлінеді және арнайы жабдықталады. Биосүзгілері бар тазарту станциялары орта және шағын елді мекендер үшін салынады.

Механикалық процеске ұқсас биологиялық тазарту процесінде ашыту үшін метантенкке жіберілетін көп мөлшерде тұнба (лай) алынады. Содан кейін тұнба сусыздандырылады, яғни тұнба алаңдарында немесе жасанды әдістермен кептіріледі (вакуумды сүзгілеу, термиялық кептіру). Сусызданғаннан кейін ашытылған тұнбаны тыңайтқыш ретінде пайдалануға болады.

Биологиялық және биохимиялық әдіс

Әдіс суды темір, күкіртсутек, аммоний, марганец қоспаларынан тазартуға, судың кермектігін азайтуға, дәмі мен түсін кетіруге, бактериялардан зарарсыздандыруға мүмкіндік береді.

Әдіс белсенді лайдың микроорганизмдермен ластануын өңдеуден және реакцияға түскен қоспаны кейіннен бөлуден тұрады. Процесс механизмі бірнеше кезеңнен тұрады:

биомасса бетінде ластағыш заттардың сорбциялық жиналуы;

сыртқы ферментативті әсерлер арқылы жоғары молекулалық органикалық заттардың шағын молекулаларға бөлінуі және олардың жасуша ішіне енуі;

төмен молекулалы заттардың Н₂О, СО₂ дейін тотығуымен және жаңа жасушалық заттардың синтезімен бірге жүретін жасушаның ішкі ферменттерімен реакциялары.

Анаэробты тазарту

Мұндай тазарту процесі тіршілік ету үшін оттекті қажет етпейтін бактериялардың көмегімен жүзеге асырылады. Оны ашыту деп атайды.

Анаэробты процестер тотығуы қиын заттарды келесі аэробты аймақта оңай сіңетін заттарға ауыстыру үшін қажет. Органикалық заттардың бір бөлігі жойылады, ал қалғаны биомассаның өсуіне қолданылады. Көбінесе мұндай аппараттар екі сатыда жобаланады. Біріншіден, биоценоз концентрациясын арттыру үшін балшық қоспасының рециклі цилиндрлік контейнерде ұйымдастырылады. Араластыру араластырғыштармен немесе сорғы жабдықтарымен ұйымдастырылады. Екіншісі конус түбімен жабдықталған, онда шөгінділер жиналады. Бұл сатыда органикалық заттардың тотығуы, сондай-ақ микроорганизмдердің жиналуының тұндырылуы мен тығыздалуы байқалады.

Тазарту метантенктерде - ашыту нәтижесінде пайда болатын биогазды ағызуға арналған құбыры бар жабық резервуар жүзеге асырылады. Тазарту деңгейі 85 %-ды құрайды.

Аэробты тазарту

Бұл оттегінің қатысуымен белсенді тұнба микроорганизмдерінің тіршілік әрекеті нәтижесінде пайда болады.

Сарқынды суларды анаэробты тазарту кезінде екі процесс жүреді – ластағыш заттардың белсенді шламмен сорбциясы және олардың микроорганизмдермен жасушаішілік тотығуы.

Аэробты тазарту кезінде еріген органкешендер, сондай-ақ тұнбаға түспейтін қатты заттар белсенді лайдың биомассасына өтеді.

Мұндай құрылымдарда, әдетте, қайта өңделетін белсенді шламмен бірге органикалық ластағыш заттардың жойылуын қамтамасыз ететін бекітілген аэробты-факультативті микроорганизмдер үздіксіз дамитын жүктеме орнатылады. Тотығу процестерінің өтуі және сарқынды суларды белсенді шламмен араластыру үшін сығылған ауа био тазарту қондырғыларының аэрация аймақтарына үнемі жеткізіліп тұруы керек. Тазалау аэротенктер мен биофильтрлерде жүргізіледі. Тазарту дәрежесі 99 %-ға жетеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды суларды ең ұсақ қалқыма заттардан терең тазарту.

Табиғи су объектілеріне ластанған сарқынды сулардың төгінділерін азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Биологиялық тазарту әдісі ең тиімді және техникалық қызмет көрсету оңай, өйткені:

ластанудан тазарту микроорганизмдердің метаболизмі есебінен жүзеге асырылады. Флотациялық тазартудан айырмашылығы - суды тазарту үшін коагулянттар мен флокулянттар қажет емес;

бұл әдіс ең үнемді әдіс болып табылады. Тазартудың физика-химиялық әдістері сарқынды суларды қосымша ластайтын көптеген қымбат реагенттерді қолдануды талап етеді. Сондай-ақ, флотатор 24 сағат жұмыс істейді және көп электрді/энергияны пайдаланады;

биологиялық тазарту процесі қосымша айдаусыз өздігінен ағу арқылы жүзеге асырылады;

биологиялық тазарту схемасын қолдану сонымен бірге тұнбалардың минералдануы мәселесін шешеді және олардың көлемін едәуір азайтады;

биологиялық тазарту құрылыстарынан кейін минералданған дегельминтизацияланған тұнба қауіптіліктің 4 сыныбына сәйкес келеді және ҚТҚ полигонына кәдеге жаратуға шығарылады. Экологиялық қызметтермен келісім бойынша оны а/ш тыңайтқышы ретінде қолдануға болады;

тазалау дәрежесі әлдеқайда жоғары.

Сарқынды суларды биологиялық әдіспен тазартудың тиімділігі жоғары: автономды жүйенің тиімділігі 99 %-ға жетеді, бұл экологиялық заңнаманың талаптарына жауап береді. Аэробты және анаэробты тазартудың салыстырмалы сипаттамасы төменде көрсетілген.

5.13-кесте. Аэробты және анаэробты тазартудың салыстырмалы сипаттамасы

р/с №	Аэробты	Анаэробты
1	2	3
1	Органикалық ластағыш заттардың, азот пен фосфор қосылыстарының 99 %-ын жою	Тазартудеңгейі – 85 %
2	Оттек қажет	Көмірқышқыл газы мен нитраттар қажет
3	Ауа ауа үрлегішпен беріледі	Бактериялар метан бөледі, сондықтан желдету жүйесі қажет
4	Тотығу фонындағы аэробты микроорганизмдер көмірқышқыл газына, суға және минералды тұнбаға ыдырайды	Микроорганизмдер сарқынды суларда аз мөлшерде болады

Биологиялық тазартудың негізгі артықшылықтары:

ластағыш заттардың кең спектрін – азот және фосфор топтарын, мұнай өнімдерін, фенолдарды, СББЗ, қалқыма, еріген, коллоидты түрдегі қосылыстарды жою;

экологиялық қауіпсіздік. Күрделі заттарды тірі экожүйе қоректік құрал ретінде пайдаланады, ал олар су, көмірқышқыл газы және т. б. сияқты қарапайым зиянсыз өнімдерге дейін өңделеді;

тазалаудың төмен құны. Физикалық-химиялық тазартумен салыстырғанда реагенттерді қолдану минимумға дейін азаяды;

тазарту процесінде пайда болған белсенді шламды тыңайтқыш ретінде және оны зарарсыздандырғаннан кейін топырақты қалпына келтіру үшін пайдалану. Оның құрамында өсімдіктердің өсуі мен дамуы үшін қажетті қоректік заттардың көп мөлшері болады.

Кросс-медиа әсерлер

Сарқынды суларды тек органикалық ластағыш заттардан тазарту.

Қышқылдарды алдын ала тазарту қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Сарқынды суларды төгетін кәсіпорындарда жиі қолданылады.

Экономика

Тазалау құны төмен.

Техникалық қызмет көрсету шығындары аз.

Басқа тазарту әдістерімен салыстырғанда реагенттерді қолдану минимумға дейін азаяды.

Енгізудің қозғаушы кұші

Экологиялық қауіпсіздік.

Экологиялық заңнама талаптары.

Әлеуметтік-экономикалық аспектілер.

Табиғи су объектілеріне ластағыш заттардың төгінділерін азайту.

5.6. Өндірістік қалдықтардың әсерін басқаруға және азайтуға бағытталған ЕҚТ

5.6.1. Майлы отқақты одан әрі пайдалану үшін алдын ала өңдеу

Сипаттау

Майлы отқақты одан әрі пайдалану үшін алдын ала өңдеу келесі әдістерді қамтиды: брикеттеу (түйіршіктеу), термиялық өңдеу, жуу, флотациялау арқылы майлы отқақтағы майдың мөлшерін азайту.

Техникалық сипаттама

Ыстықтай илемдеу кезінде илем отқағының майлы қалдықтары пайда болады, оларды агломерациялық фабрикада немесе шойын мен болат өндірісінде басқа пештерде қолдануға болады, ол үшін майлы отқақ бөлінетін газдарды тазарту жүйесінде тұтанып кетуді болдырмау және органикалық ластағыш заттардың шығарындыларын шығару үшін май құрамын азайту үшін алдын ала өңделеді. Шойын мен болат өндірісінде басқа пештерде қолданған кезде майлы илемдеу отқағы бірден конвертерге жүктеледі, қажет болған жағдайда жүктеу алдында брикеттеу немесе түйіршіктеу әдістерін қолдана отырып алдын ала өңделеді. Ол үшін байланыстырғыш заттар (мысалы, әк, патока) шламға қосылады және конвертерге тиеу үшін брикеттер жасалады.

Илемдеу отқағын майсыздандыру үшін жуып тазалау

Ұсақ дисперсті шлам ығыстыру күші жоғары араластыруға арналған құрылғыға жүктелетін суспензия алу үшін шаятын реагенттері бар сумен араластырылады. Араластырған соң және жуып тазалаған соң майсыздандырылған илем отқағы мен майлы сулы эмульсия фазалық бөлінеді. Майсыздандырылған илем отқағы (май құрамы ≤ 0,2 мас. %) аглофабрикада қолданар алдында алынып, кептіріледі.

Илемдеу отқағын майсыздандыруға арналған флотация әдісі

Ұсақ дисперсті шлам су мен химиялық реагенттерді пайдаланып кондиционерленеді және үш сатылы флотация процесінде майсыздандырылады.

Илемдеу отқағын майсыздандыру үшін термиялық өңдеу

Майлы илектеу шкаласы 450 °C-дан 470 °C-ға дейінгі температурада қыздыру арқылы пеште сусыздандырылады және термиялық майсыздандырылады. Өнім құрамында 0,1 %-дан аз май бар майсыз темірқұрамдас материалды білдіреді.

Айналмалы пештерде термиялық өңдеу

Сусыздандырудан кейін және гомогенизациядан соң майланған илем отқағы қыздыру камерасы арқылы айналмалы пешке бұрандалы конвейермен тасымалданады, онда материал 400 °C пен 550 °C аралығында үздіксіз өңделеді. Ылғал да, май да термиялық жолмен жойылады, содан кейін жану камерасында жағылады. Майсыз қалдықтар аглофабрикада қайта пайдаланылады.

Домна пештерінде қолданған кезде

Отқақ домна пешінің түбіне шламды жағуға арналған фурманың көмегімен лақтырылады. Бұл көмірсутек энергиясын пайдаланудың және темір оксидін (отқақты) азайтудың өте үнемді әдісі, қосымша пеш қажет емес және қоршаған ортаны ластамайды, бірақ оны шламды немесе пайдаланылған майды жағумен жабдықталған домна пештерінде ғана пайдалануға болады. Көмірсутектердің булануын ғана емес, жануын қамтамасыз ету үшін шламды пештің жоғарғы жағына емес, төменгі жағына енгізу маңызды.

Карбофер

Домна пеші немесе электр доғалы пеш сияқты шойын және болат өндірісінің реакторына пневматикалық үрлеуге жарамды құрғақ қоспаны алу үшін илемдеу отқағының майлы шламын әкпен және көмір тозаңымен немесе құрамында көміртегі бар колошник тозаңымен араластырады. Қоспа болат балқыту пешіне ысырмалы фурма арқылы немесе сумен салқындатылатын бүйір қабырғалары бар фурма арқылы енгізіледі. Шлакты ваннаға Carbofer қоспасын бүрку шлактың дұрыс көбіктенуін қамтамасыз етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Илем отқағының құрамында майы бар қалдықтарын өңдеу технологияларын енгізудің экологиялық пайдасы:

пайдаланылатын шикізатты азайту, яғни домна пешіндегі кокс шығынын азайту немесе аглофабрикадағы бастапқы шикізат шығынын азайту;

қалдықтардың мөлшерін азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

(Еуропадағы ArcelorMittal интеграцияланған алаңдарының біріндегі) термиялық айналмалы пештің майсыздандыру қондырғысының қуаты 20 000 т/жылды құрайды. Айналмалы пештен шыққан қайта өңделген отқақтың құрамындағы май мөлшері ≤ 0,1 мас.%.

Кросс-медиа әсерлер

Майсыздандыру әдістері флокулянттарды қолдануды қажет етеді және майлы сарқынды сулардың немесе флотация қалдықтарының пайда болуына әкеледі.

Термиялық өңдеу атмосфераға шығарындыларға және энергияны тұтынудың артуына әкеледі.

Кейбір қалдықтарды қайта өңдеу аглофабриканың қалдық газдары бар металдар шығарындыларының көбеюіне ықпал етуі мүмкін.

Экономика

Кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың мөлшерін азайту арқылы алынған экономикалық пайда;

Майланған отқақты өңдеуге арналған майсыздандыру жабдықтарын орнатуға байланысты инвестициялық, пайдалану шығындары.

Көптеген интеграцияланған болат зауыттары үшін майлы илемдеу отқағын қайта өңдеудің қаржылық пайдасы сарқынды суларды майсыздандыру және тазарту қондырғыларын пайдалану шығындарынан асып түседі.

Ендірудің қозғаушы күші

Пайдаланылатын шикізат мөлшерін азайту арқылы шығындарды азайту.

Кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың мөлшерін азайту арқылы шығындарды азайту.

5.6.2. Металл сынықтарын пайдалану

Сипаттау

Механикалық процестерден шыққан металл қалдықтары (мысалы, кесу және өңдеу) шойын мен болат өндірісінде қайта қолданылады.

Техникалық сипаттама

Қосымша металл өнімдер, соның ішінде сынықтар, төмен сұрыпты металдар, негізінен ыстықтай илемдеу нәтижесінде пайда болатын сынықтардың қиықтары әдетте салыстырмалы түрде таза болады және оларды металлургиялық процестерде (мысалы, оттекті конвертерде) қайта пайдалануға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Материалдарды қайта пайдалану тиімділігін арттыру.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Ыстықтай илемдеу кезінде пайда болған металл сынықтарының мөлшері өндірілген болаттың 70 кг/т-нан 150 кг/т-сына дейін өзгереді.

Кросс-медиа әсерлер

Қалдықтарды азайту.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Бұл әдісті қолдануға ешқандай техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Қалдықтарды кәдеге жарату шығындарын азайту.

Ендірудің қозғаушы күші

Бастапқы шикізатты тұтынуды азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

5.6.1. Құрамында майы бар шламды қолдану

Сипаттау

Құрамында май бар шламды, егер оның құрамындағы су шамалы болса немесе сусыздандыру процедурасынан кейін, мысалы, трикантердің көмегімен тікелей жағу кезінде энергия алу үшін пайдалануға болады.

Техникалық сипаттама

Алынған құрамында майы бар шламдар өндірісте дайын отын ретінде пайдаланылуы мүмкін (мүмкін болса және механикалық қоспалардың мөлшеріне байланысты), сондай-ақ құрамында майы бар шламдарды кәдеге жарату немесе қайта өңдеу қалдықтардың осы түрлерін қайта өңдеуге лицензиясы бар осы технологияларға мамандандырылған ұйымдарға берілуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдеге жаратуды қажет ететін қалдықтарды азайту. Шикізатты үнемдеу.

Энергия тиімділігін арттыру

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Үнемделген шикізат мөлшері пайдаланылған шламдар мөлшеріне тең.

Кросс-медиа әсерлер

Шламның құрамында едәуір мөлшерде май болады, бұл кейбір ұшпа органикалық қосылыстардың көбеюіне әкелуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Бұл әдісті қолдануға ешқандай техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Шикізатты үнемдеу

Ендірудің қозғаушы күші

Кәдеге жарату шығындарын азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

5.6.2. Бөлінетін газдарды құрғақ тазалау кезіндегі металдардың және металл оксидтерінің рециклингі

Сипаттау

Механикалық процестерден (мысалы, тазалау немесе ұнтақтау) бөлінетін газдарды құрғақ тазарту нәтижесінде пайда болатын ірі металл бөлшектері мен металл оксидтерін қайта пайдалану, оларды механикалық әдістерді (мысалы, елеуіш) немесе магниттік әдістерді қолдана отырып таңдамалы түрде бөліп алады және мысалы, шойын мен болат өндірісіне қайта айналымға жібереді.

Техникалық сипаттама

Тегістеу немесе тазарту операциялары нәтижесінде илемдеу орнақтарында ауаны құрғақ тазарту жүйелерінен (мысалы, Қапшық сүзгілерден) пайда болатын құрғақ немесе құрғатылған оксидтерді магниттік немесе механикалық сепарациялау (елек) көмегімен іріктеп бөліп алуға болады және тікелей аглофабрикада, домна пешінде немесе болат зауытында қайта пайдалануға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қалдықтарды азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Кейбір жағдайларда оксидтерде өңдеу алдында материалды майсыздандыру үшін алдын ала өңдеуді қажет ететін май болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Бұл әдісті қолдануға техникалық шектеулер жоқ.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Қалдықтарды кәдеге жарату шығындарын азайту.

Құрамында темір бар қалдықтарды өндіріске қайтару.

5.6.3. Аралас қышқылды тотықсыздандыру процесінен шыққан гидроксидті шламды термиялық өңдеу

Сипаттау

Аралас қышқылды алу кезінде пайда болатын шлам кальций фторидіне бай материалды алу үшін термиялық өңдеуден өтеді, оны аргонмен және оттегімен көміртексіздендіру үшін конвертерде қолдануға болады.

Техникалық сипаттама

Бұл әдіс кальций фторидінің жоғары болуына байланысты оны AOD конвертерлерінде қож түзуші ретінде (коммерциялық ұнтақты алмастырғыш ретінде — CaF₂) қайта пайдалану мақсатында тот баспайтын болаттан жасалған аралас қышқылды желіндіру желісінде жанама өнім ретінде алынған гидроксид шламын қайта өңдеуден тұрады.

Аралас қышқылды желіндіру қондырғыларында Ca(OH)₂бейтараптандырудан кейін алау тұнбасы пайда болады. Әдетте мұндай фильтр-баспақтан кейінгі улау тұнбасының құрамында шамамен 40–50 % CaF2, 5–30 % Ca(OH)2, 20–30 % Fe(OH)₃, 5–9 % Cr(OH)₃, 2–4 % Ni(OH)₂ және 2–4 % SiO₂ болады. Айналмалы пеште термиялық өңдеу арқылы гидроксид шламы негізінен CaF₂, сондай-ақ хром оксиді мен никельден тұратын Hydrofluss деп белгіленетін қара түсті берік материалға айналады. Бұл өнім әдетте қож түзуші ретінде қолданылатын плавикті шпатты тиімді алмастырады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Гидроксидті шламды көмуді азайту.

Плавикті шпатты пайдалануды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Қалдықтарды азайту.

Кросс-медиа әсерлер

Өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Қолдану орынның жетіспеушілігімен шектелуі мүмкін.

Экономика

Гидроксид шламын көму құны тоннасына шамамен 2500 еуроны құрайды. Аралас қышқылды желіндіру желісіндегі плавикті шпаттың шығыны, әдетте, аралас қышқылды желіндіру желісінде алынған гидроксидті шламның мөлшерінен жоғары болады, мұның өзі AOD конвертерлерінде қайта өңделген гидроксидті шламда қолданылатын плавикті шпатты ішінара ауыстыру арқылы айтарлықтай үнемдеуге қол жеткізуге болатынын білдіреді.

Ендірудің қозғаушы күші

Аралас қышқылды желіндіру зауыттарында гидроксидті шламды көмуді азайту/болдырмау.

Плавикті шпаттың санын едәуір азайту.

5.6.4. Қапшық сүзгілерден шыққан тозаңды қайта өңдеу

Сипаттау

Қапшық сүзгілердің құрамында аммоний хлориді мен мырыш хлориді бар тозаңы жиналып, яғни флюс өндіру үшін қайта пайдаланылады.

Техникалық сипаттама

Қапшық сүзгілердің тұндырылған тозаңы негізінен аммоний хлориді мен мырыш хлоридінен (флюс) тұрады. Тозаң жиналып, қаптарға салынып, флюс өндірушілерге жүйелі түрде қайта өңдеуге жіберіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтарды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Құрамында аммоний хлориді мен мырыш хлориді бар тозаңды кәдеге жаратумен салыстырғанда, қайта пайдаланған жөн.

Кросс-медиа әсерлер

Энергияны тұтынуды арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық пайымдаулар

Флюстеуден кейін ыстық суға батырылған кезде ғана қолданылады.

Қолдану мүмкіндігі нарықтың болуына байланысты шектелуі мүмкін.

Экономика

Үнемдеуге қалдықтарды кәдеге жарату шығындарын азайту арқылы қол жеткізіледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Қалдықтарды кәдеге жарату шығындарын азайту.

Экологиялық заңнама талаптары.

6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

Осы бөлімде тізімделген және сипатталған техникалар нормативтік сипатта емес және түпкілікті болып табылмайды. Объектіні ЕҚТ бойынша қорытындыда сипатталған бір немесе бірнеше ЕҚТ-ны қолдана отырып қалыпты пайдалану жағдайында ЕҚТ-ны қолдануға байланысты эмиссиялар деңгейіне және технологиялық көрсеткіштерге қол жеткізуге болатын басқа техникаларды пайдалануға болады.

Осы ЕҚТ бойынша қорытындыда:

атмосфераға шығарылатын шығарындылар бойынша технологиялық көрсеткіштер мг/нм³ берілген су буының құрамын шегергендегі стандартты жағдайларда (273,15 к, 101,3 кПа) бөлінетін газ көлеміне шаққандағы шығарындылардың массасы ретінде берілген;

су объектілеріне төгілетін төгінділер бойынша технологиялық көрсеткіштер мг/л-мен берілген сарқынды сулардың көлеміне шаққандағы төгінділердің массасы ретінде берілген;

маркерлік ластағыш заттардың эмиссиялары деңгейлерінің нақты мәндері ЕҚТ қолдануға байланысты көрсетілген технологиялық көрсеткіштер диапазонынан төмен болса немесе сол диапазон шегінде болса, осы бөлімде айқындалған талаптар сақталды деп саналады.

ЕҚТ-ны қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштер, оның ішінде тиісті көрсеткіш үшін және (немесе) сала үшін энергетикалық, су және өзге де ресурстарды тұтыну деңгейлері қолданыстағы ұлттық нормативтік құқықтық актілерге сәйкес айқындалады.

ЕҚТ-ны қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштер уақыт бірлігіне немесе өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бірлігіне шаққандағы ресурстарды тұтыну мөлшерімен көрсетіледі. Тиісінше, басқа технологиялық көрсеткіштерді белгілеу қолданылатын өндіріс технологиясына байланысты. Бұған қоса, "Жалпы ақпарат" бөлімінде жүргізілген энергетикалық, су және өзге де (шикізат) ресурстарды тұтынуды талдау нәтижесінде көптеген факторларға: шикізаттың сапалық көрсеткіштеріне, қондырғының өнімділігі мен пайдалану сипаттамаларына, дайын өнімнің сапалық көрсеткіштеріне, өңірлердің климаттық ерекшеліктеріне және т.б. байланысты бірқатар вариативтік көрсеткіштер алынды.

Ресурстарды тұтынудың технологиялық көрсеткіштері ЕҚТ енгізуге, оның ішінде прогрессивті технологияны енгізуге, өндірісті ұйымдастыру деңгейін арттыруға, ең төменгі мәндерге (тиісті ресурсты тұтынудың орташа жылдық мәнін негізге ала отырып) сәйкес келуге және үнемдеу және ұтымды тұтыну жөніндегі сындарлы, технологиялық және ұйымдастырушылық іс-шараларды көрсетуге бағдарлануы тиіс.

6.1-кесте. ЕҚТ-ға байланысты шығарындылар/төгінділер деңгейлерін орташалау кезеңдері

р/с №	Кезеңдер	Шығарындылар	Төгінділер
1	2	3	4
1	Орташа есеппен бір тәулікте	Үздіксіз бақылау кезінде бір тәуліктегі ЛЗ концентрациясының орташа сағаттық және жарты сағаттық мәндері	Орташа пропорционалды сынама ретінде (немесе ағынның жеткілікті тұрақтылығы көрсетілген жағдайда уақытқа пропорционалды орташа сынама түрінде) алынған 24 сағат ішінде іріктеу кезеңінің орташа мәні *
2	Іріктеу кезеңіндегі орташа мән	Егер басқаша көрсетілмесе, ұзақтығы бойынша әрқайсысы кемінде 30 минут қатарынан үш өлшемнің орташа мәні **
Ескертпе: * Мерзімді процестер үшін жалпы сынама алу уақытында алынған өлшемдердің орташа мәнін немесе бір жолғы сынама алу нәтижесіндегі өлшем нәтижесін пайдалануға болады. **Айнымалы ағындар үшін репрезентативті нәтижелер беретін басқа іріктеу процедурасын қолдануға болады (мысалы, нүктелік іріктеу). Сынама алу немесе талдау бойынша шектеулер салдарынан 30 минуттық өлшеуге жол берілмейтін кез келген параметр үшін тиісті сынама алу кезеңі қолданылады.

6.1. Жалпы ЕҚТ

Егер басқасы көрсетілмесе, осы бөлімде ұсынылған ЕҚТ бойынша қорытындылар жалпы қолданылады деп танылады.

6.2–6.6 бөлімдерде көрсетілген нақты процестерге арналған ЕҚТ осы бөлімде келтірілген жалпы ЕҚТ-ға қосымша қолданылады.

6.1.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

ЕҚТ 1.

Жалпы экологиялық тиімділікті жақсарту мақсатында ЕҚТ барлық келесі функцияларды қамтитын экологиялық менеджмент жүйесін (ЭМЖ) іске асыруды және сақтауды білдіреді:

жоғарғы басшыларды қоса алғанда, басшылардың мүдделілігі мен жауапкершілігі;

басшылардың қондырғыны (өндірісті) ұдайы жетілдіруді қамтитын экологиялық саясатты айқындауы;

қаржылық жоспарлаумен және инвестициялармен үйлестіре отырып, қажетті рәсімдерді, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және іске асыру;

төмендегілерге ерекше назар аударылатын рәсімдерді енгізу:

құрылым және жауаптылық,

кадрларды іріктеу,

персоналды оқыту, олардың хабардарлығы және құзыреттілігі,

коммуникация,

қызметкерлерді ынталандыру,

құжаттама,

технологиялық процесті тиімді бақылау,

техникалық қызмет жасау бағдарламалары,

төтенше жағдайларға және олардың салдарын жоюға дайын болу,

табиғат қорға заңдарының сақталуын қамтамасыз ету;

төмендегілерге ерекше назар аударылатын өнімділікті тексеру және түзету шараларын жүргізу:

мониторинг және өлшеу жүргізу,

түзетуші және сақтандырушы шаралар,

жазба жүргізу,

ЭМЖ жоспарланған шараларға сәйкестігін анықтау, оның енгізілуін және іске асырылуын тексеру үшін тәуелсіз (егер ондай мүмкіндік болса) ішкі немесе сыртқы аудит жасау;

жоғарғы басшылардың ЭМЖ және оның заманауи талаптарға сәйкестігін, толықтығын және тиімділігін талдауы;

экологиялық таза технологиялардың әзірленуін қадағалау;

қондырғыны пайдаланудан шығарған кезде, жаңа зауытты жобалау сатысында және қондырғыны пайдаланудың бүкіл мерзімі ішінде қоршаған ортаға болуы мүмкін әсерлерге талдау;

тұрақты негізде сала бойынша салыстырмалы талдау (бенчмарк) жүргізу.

Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары бойынша іс-шаралар жоспарын әзірлеу және жүзеге асыру және тозаңды азайту жүйелерінің тиімділігіне қатысты техникалық қызмет көрсетуді басқару жүйесін пайдалану да ЭМЖ бір бөлігі болып табылады.

ЭМЖ көлемі (мысалы, талдап тексеру деңгейі) және сипаты (мысалы, стандарттадған немесе стандартталмаған), қағида бойынша, қондырғының сипатына, масштабына және күрделілігіне, сонымен қатар қоршаған ортаға болжамды әсер ету деңгейіне байланысты.

6.1.2. Энергия тұтынуды, энергия тиімділігін басқару

ЕҚТ 2.

Төменде тізімделген техникалардың біреуін немесе бірнешеуін құрамдастырып қолдану арқылы жылу және электр энергиясын тұтынуды азайту ең үздік қолжетімді техника болып табылады:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Энергияны тиімді пайдалануды басқару жүйесін пайдалану (мысалы, ISO 50001 стандартына сәйкес)	Жалпы қолданылады
2	Әртүрлі жабдықтарда (конвейерлік, желдеткіш, сорғы және т.б.) жиіліктік-реттелмелі жетекті пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Энергияны үнемдейтін жарықтандыру құрылғыларын қолдану	Жалпы қолданылады
4	Энергия тиімділігі жоғары электр қозғалтқыштарын қолдану	Жалпы қолданылады
5	Технологиялық желілерде экран жүйелерін ұйымдастыру	Жалпы қолданылады
6	Илемдеудің үйкелісін азайту	Жалпы қолданылады

6.1.3. Технологиялық процестерді басқару

ЕҚТ 3.

Ең үздік қолжетімді техника технологиялық процестердің тұрақтылығы мен үздіксіздігін қамтамасыз ету үшін нақты уақыт режимінде процестерді үздіксіз түзету және оңтайландыру мақсатында заманауи компьютерлік жүйелерді қолдана отырып, диспетчерлік бөлмелерден процестерді басқаруға қажетті барлық тиісті параметрлерді өлшеу немесе бағалау болып табылады, бұл энергия тиімділігін арттырады және өнімділікті барынша арттыруға және қызмет көрсету процестерін жақсартуға мүмкіндік береді. ЕҚТ бір немесе бірнеше техниканың құрамасын қолдана отырып процесті басқару жүйесі арқылы процестің тұрақты жұмысын қамтамасыз етудеі білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелері	Жалпы қолданылады
2	Илемдеуді автоматтандырылған оңтайландыру	Жалпы қолданылады

6.1.4. Шығарындылардың мониторингі

ЕҚТ 4.

ЕҚТ барлық процестердің негізгі шығарындылар көздерінің түтін құбырларынан шыққан, ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштері көрсетілген ластағыш заттардың шығарындыларына мониторинг жүргізу болып табылады.

Деректер сериясы тазалау процесінің тұрақтылығын анық көрсетсе, мониторинг мерзімділігін бейімдеуге болады.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ға қатысты бақылау:	Мониторингтің минималды мерзімділігі	Ескертпе
1	2	3	4	5
1	Тозаң	ЕҚТ 9 ЕҚТ 10 ЕҚТ 15 ЕҚТ 16	Үздіксіз	Маркерлік зат
2	SO₂	ЕҚТ 11 ЕҚТ 17	Үздіксіз	Маркерлік зат
3	NOx	ЕҚТ 12 ЕҚТ 18	Үздіксіз	Маркерлік зат
4	HCl	ЕҚТ 14	Үздіксіз	Маркерлік зат
5	SO_х	ЕҚТ 14	Үздіксіз	Маркерлік зат
6	Ұшпа органикалық қосылыстар	ЕҚТ 13	Үздіксіз	Маркерлік зат

1) Үздіксіз өлшеулер жүргізген кезде, егер өлшеу нәтижелерін бағалау төменде көрсетілген шарттардың күнтізбелік жылда сақталғанын көрсетсе, шығарындылардың шекті мәндері сақталды деп есептеледі:

a) рұқсат етілген орташа айлық мән шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

b) рұқсат етілген орташа тәуліктік мән шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 110 %-ынан аспайды;

c) Бір жылдағы барлық рұқсат етілген орташа сағаттық мәндердің 95% - ы шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 200%-ынан аспайды;

Егер құзыретті органдар белгілеген қағидаларға сәйкес айқындалған өлшемдердің әрбір сериясының немесе өзге де рәсімдердің нәтижелері шығарындылардың шекті мәндерінен аспаса, үздіксіз өлшеулер болмаған кезде шығарындылардың шекті мәндері сақталды деп есептеледі.

2) үздіксіз мониторинг Қазақстан Республикасының қолданыстағы заңнамасында көзделген талаптарға сәйкес ұйымдастырылған көздерде мониторингтің автоматтандырылған жүйесі арқылы жүргізіледі.

6.1.5. Төгінділердің мониторингі

ЕҚТ 5.

ЕҚТ баламалы сапа деректерін беруді регламенттейтін ұлттық және/немесе халықаралық стандарттарға сәйкес сарқынды суларды тазарту құрылғыларынан ағызатын жерлерде маркерлік ластағыш заттарға мониторинг жүргізуді білдіреді.

р/с №	Параметр	Мониторингтің минималды мерзімділігі
1	2	3
1	Температура (С⁰)	Үздіксіз*
2	Шығын өлшегіш (м³/сағ)	Үздіксіз*
3	Сутек көрсеткіші (ph)	Үздіксіз*
4	Электрөткізгіштік (мкс-микросименс)	Үздіксіз*
5	Лайлылық (бір литрге формазин бойынша ЕМФ-лайлылық бірлігі)	Үздіксіз*
6	Жалпы органикалық көміртек	ЭББ бағдарламасына сәйкес **
7	Оттегіні химиялық тұтыну	ЭББ бағдарламасына сәйкес **
8	Жалпы фосфор (P)	ЭББ бағдарламасына сәйкес **
9	Мұнай өнімдері	ЭББ бағдарламасына сәйкес **
10	Қалқыма заттар	ЭББ бағдарламасына сәйкес **
11	Cd, Cr. Cr (VI), Zn, Pb, Fe, Hg, Ni, Sn	ЭББ бағдарламасына сәйкес **

** Өлшеу қажеттілігі заттар технологиялық процесте болған/қалыптасқан жағдайда, сондай-ақ Қазақстан Республикасында тиісті өлшеу құралдары мен аккредиттелген ұйымдар болған жағдайда қолданылады.

Сарқынды сулардың төгінділеріне мониторинг жүргізу үшін сулардан және сарқынды сулардан сынама алу және талдау жасаудың көптеген стандартты процедуралары бар, олар:

біржолғы (нүктелік, қарапайым) сынама – сарқынды сулардан алынған бір сынама;

құрама (орташаландырылған, аралас) сынама – белгілі бір кезең бойы үздіксіз алынатын сынама немесе үздіксіз алынған немесе белгілі бір кезең ішінде үздіксіз немесе мерзімді түрде алынған, сосын араластырылған бірнеше сынамадан тұратын сынама;

нүктелік бақылау сынама – ұзақтығы максимум екі сағат ішінде араға екі минут салып алынған және кейіннен араластырылған кемінде бес кездейсоқ сынамадан тұратын құрама сынама.

6.1.6. Шу, діріл

ЕҚТ 6.

ЕҚТ келесі техникалардың біреуін немесе бірнешеуін пайдалану арқылы шу деңгейін азайтуды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Жабдыққа тұрақты техникалық қызмет көрсету, шу шығаратын техникалық құралдарды герметизациялау және қоршау	Жалпы қолданылады
2	Шудан қорғайтын біліктерді салу	Жалпы қолданылады
3	Дыбыс өшіргіштердің, резонаторлардың, қаптамалардың көмегімен жабдықтар мен құралдарды дыбыстан оқшаулау	Жалпы қолданылады
4	Ғимараттарды, үй-жайларды, құрылыстарды жобалаудағы акустикалық ұтымды жоспарлау шешімдері	Жалпы қолданылады
5	Шулы жабдықты қоршау	Жалпы қолданылады
6	Шу шығару жөніндегі нормалардан асатын жабдықтардың тізбесін айқындау (салалық нормаларға сәйкес)	Жалпы қолданылады
7	Шуылы аз жабдықтар	Жалпы қолданылады
8	Егер мүмкін болса, жабық бөлмелердегі есік-терезелерді жабу	Жалпы қолданылады
9	Шу мен дірілді бақылауға арналған жабдық	Жалпы қолданылады

6.2. Ұйымдастырылмаған көздерден ластағыш заттардың шығарындылары

ЕҚТ 7.

Атмосфераға ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болдырмауға, егер ол іс жүзінде мүмкін емес болса, азайтуға арналған ЕҚТ экологиялық менеджмент жүйесінің (ЕҚТ 1-ді қараңыз) бір бөлігі ретінде ұйымдастырылмаған шығарындылар жөніндегі іс-шаралар жоспарын әзірлеуді және іске асыруды білдіреді, оған мыналар кіреді:

ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының ең маңызды көздерін анықтау;

белгілі бір уақыт аралығында ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алу және/немесе азайту үшін тиісті шаралар мен техникалық шешімдерді анықтау және іске асыру.

ЕҚТ 8.

Ең үздік қолжетімді техника, егер мүмкін болса, ұйымдастырылмаған шығарындыларды жинауға және тазартуға бағытталған технологиялық шешімдерді жобалауға және оңтайландыруға негізделген ұйымдастырылмаған шығарындылардың алдын алуды немесе азайтуды білдіреді.

Ыстықтай және суықтай илемдеу орнақтар желісіндегі бұйымдарды өндірудің технологиялық процестерінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды азайту үшін қолданылатын шараларға мыналар жатады:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Корпустарға қоса орнатылған жүктеу жүйелерін пайдалану	жалпы қолданылады
2	Тозаң ұстау жүйелерімен жабдықталған герметикалық Пештерді/шикізат беру жүйелерін пайдалану немесе пайдаланылатын пештерді және басқа да технологиялық жабдықтарды сору жүйелерімен жарақтандыру	жалпы қолданылады
3	Бөлінетін газдарды (қалпақшалар/баспалар) ұстау мақсатында сору құрылғылары мен газ жолдарын пайдаланудың конструкциялары мен әдістерін оңтайландыру	жалпы қолданылады
4	Газ-ауа ағындарын бұрудың екінші реттік жүйелерін енгізу	жалпы қолданылады
5	Жабық өндірістік алаңдарды пайдалану	жалпы қолданылады
6	Ұсталатын қоспалардың ерекшеліктерін ескере отырып, бөлінетін газдарды ұстау және тазартудың құрастырылған жүйелерін пайдалану	жалпы қолданылады
7	Пештегі температураны оңтайлы төмен деңгейде үнемі бақылау және ұстап тұру	жалпы қолданылады
8	Технологиялық жабдықтың жұмыс орындарынан тозаңды кетіру үшін сорғы шатырлары бар желдету жүйелерін қолдану	жалпы қолданылады
9	Тиімді құрғақ типті тозаң тазалағыштарды пайдалану	жалпы қолданылады
10	Оқшаулағыш жабындарды жағу процесін іске асыру үшін қолданылатын тозаңдату камераларын тазарту құрылғыларымен жарақтандыру	жалпы қолданылады

6.3. Ұйымдастырылған көздерден ластағыш заттардың шығарындылары

Төменде келтірілген әдістер және олардың көмегімен қол жеткізуге болатын технологиялық көрсеткіштер (егер бар болса) мәжбүрлі желдету жүйелерімен жабдықталған көздер үшін орнатылған.

6.3.1. Суықтай илемдеу кезінде ұйымдастырылған көздерден ластағыш заттардың шығарындылары

6.3.1.1. Тозаң шығарындылары

ЕҚТ 9.

Жасыту процесінде суықтай илемдегеннен кейін жартылай фабрикатты (жолаққа, профильге және т.б. суықтай илемделген) қыздырған кездегі, сондай-ақ ыстық металл қорытпаға батыру әдісімен жабын жағар алдында жартылай фабрикатты қыздырған кездегі тозаң шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Сипаттамасы	Қолданылуы
1	2	3	4
1	Құрамында тозаң мен күл аз отынды пайдалану	Құрамында тозаң мен күл аз отындарға, мысалы, табиғи газ, сұйытылған мұнай газы, тозаңнан тазартылған домна газы.	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.2-кестеде келтірілген.

6.2-кесте. Жасыту процесінде суықтай илемдегеннен кейін жартылай фабрикатты (жолаққа, профильге және т.б. суықтай илемделген) қыздырған кездегі, сондай-ақ ыстық металл қорытпаға батыру әдісімен жабын жағар алдында жартылай фабрикатты қыздырған кездегі тозаңның ЕҚТ-ға байланысты технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)*
1	2	3
1	Тозаң	2-10

*Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 10.

Механикалық өңдеу (бойлық кесуді, отқақты кетіруді, тегістеуді, қаралтым өңдеуді, илемдеуді, таза өңдеуді, түзетуді қоса алғанда), тазалау кезіндегі (қолмен тазалаудан басқа) тозаң шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Ауаны бұрумен және бөлінетін газдарды тазартумен біріктірілген жабық тазалау (қолмен тазалауды қоспағанда)	Жалпы қолданылады
2	Ауаны шығарындылар көзіне барынша жақын жерден сору	Жалпы қолданылады
3	Циклон	Жалпы қолданылады
4	Электрсүзгі	Жалпы қолданылады
5	Қапшық сүзгі	Ылғалдылығы жоғары бөлінетін газдар жағдайында қолданылмауы мүмкін
6	Ылғалды тазалау скруббері	Жалпы қолданылады
7	Импульстік тазартатын сүзгілер	Жалпы қолданылады
8	Керамикалық және металл ұсақкөзді сүзгілер	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.3-кестеде келтірілген.

6.3-кесте. Механикалық өңдеу (бойлық кесуді, отқақты кетіруді, тегістеуді, қаралтым өңдеуді, илемдеуді, таза өңдеуді, түзетуді қоса алғанда), (қолмен тазалаудан басқа) тозаңның кезіндегі шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)*
1	2	3
1	Тозаң	2-5

*Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.3.1.2. Күкірт диоксидінің шығарындылары

ЕҚТ 11

Жасыту процесінде суықтай илемдегеннен кейін жартылай фабрикатты (суықтай илемделген жолаққа, профильге және т.б.) қыздырған кездегі, сондай-ақ ыстық металл қорытпаға батыру әдісімен жабын жағар алдында жартылай фабрикатты қыздырған кездегі шығарылатын технологиялық газдардан SO₂шығарындыларын болдырмау немесе азайту мақсатында ЕҚТ төменде берілген бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Күкіртсіздендіру және құрамында күкірті аз отынды пайдалану	Жалпы қолданылады
2	"Ылғалды" тазалау әдістерін қолдану (ылғалды скруббер)	Жаңа қондырғыларда қолданылады. Қолданыстағы қондырғыларда мынадай жағдайларда қолдану мүмкіндігі шектеулі болуы мүмкін: - бөлінетін газ ағынының өте жоғары жылдамдығы (пайда болған қалдықтар мен сарқынды сулардың айтарлықтай мөлшеріне байланысты); - қуаң аудандарда (судың үлкен көлеміне және сарқынды суларды тазарту қажеттілігіне байланысты); - күкіртсіздендіру үшін жекелеген ағындарды бөле отырып, газдарды тазартудың орталықтандырылған жүйесін ауқымды реконструкциялау қажеттілігі, сондай-ақ аумақтың шектелуі (қосымша ірі габаритті құрылыстар салу үшін өндірістік алаңдардың болмауы).

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.4-кестеде берілген.

6.4-кесте. Жасыту процесінде суықтай илемдегеннен кейін жартылай фабрикатты (суықтай илемделген жолаққа, профильге және т.б.) қыздырған кездегі, сондай-ақ ыстық металл қорытпаға батыру әдісімен жабын жағар алдында жартылай фабрикатты қыздырған кездегі SO₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)^, *
1	2	3
1	SO₂	20-100

* ЕҚТ-ТК 100 % табиғи газды немесе 100 % электр жылуын пайдаланатын қондырғыларға қолданылмайды.

** Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.3.1.3. Азот тотығының шығарындылары

ЕҚТ 12

Жасыту процесінде суықтай илемдегеннен кейін жартылай фабрикатты (жолаққа, профильге және т.б. суықтай илемделген) қыздырған кездегі, сондай-ақ ыстық металл қорытпаға батыру әдісімен жабын жағар алдында жартылай фабрикатты қыздырған кездегі атмосфераға азот тотығының (NOx) шығарындыларын болдырмауға және/немесе азайтуға арналған ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Азот тотығын (NO_x) шығару деңгейі төмен жанарғылар	Қолданыстағы зауыттарда қолдану құрылымдық және/немесе пайдалану шектеулерімен шектелуі мүмкін.
2	Отынды немесе тозаңы, күкірті аз және NOx түзілу әлеуеті төмен отындардың комбинациясын пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Оттек-отындық жанарғылар	Жалпы қолданылады
4	Түтін газдарын рециркуляциялау	Жалпы қолданылады
5	Селективті каталитикалық тотықсыздандыруды (СКТ) қолдану	Жалпы қолданылады
6	Селективті каталитикалық емес тотықсыздандыруды (СКЕТ) қолдану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.5, 6.6-кестелерде берілген.

6.5-кесте. Жасыту процесінде суықтай илемдегеннен кейін жартылай фабрикатты (суықтай илемделген жолаққа, профильге және т.б.) қыздырған кездегі атмосфераға азот тотығы (NO_x) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³) ^,^,**
1	2	3
1	NOx	100–250 100–300*

* Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні

**Табиғи газды пайдалану кезінде

***Басқа отын

6.6-кесте. Ыстық металл қорытпаға батыру әдісімен жабын жағар алдында жартылай фабрикатты (суықтай илемделген жолақты және т.б.) қыздырған кездегі атмосфераға азот тотығы (NO_x) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)*
1	2	3
1	NOx	100-300
*Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.3.1.4. Ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) шығарындылары

ЕҚТ 13.

Суықтай илемдеу барысында илемдеу, ылғалды тазарту, таза өңдеу кезіндегі атмосфераға ұшпа органикалық қосылыстардың шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Ауаны шығарындылар көзіне барынша жақын жерден сору	Жалпы қолданылады
2	Демистерді және/немесе майлы тұман сепараторын пайдалану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.7-кестеде берілген.

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.7-кестеде келтірілген.

6.7-кесте. Суықтай илемдеу барысында илемдеу, ылғалды тазарту, таза өңдеу кезіндегі ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	ҰОҚ	3-8

* Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 5-ті қараңыз.

6.3.1.5. Қышқыл шығарындылары

ЕҚТ 14

Суықтай илемдеу кезінде желіндіру нәтижесінде атмосфераға HCl және SO_х шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді.

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Бу/газ сорғышымен бірге жабық ыдыстарда үздіксіз желіндіру.	Жалпы қолданылады
2	Демистері бар ылғалды тазалау скруббері	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.8-кестеде берілген.

6.8-кесте. Суықтай илемдеу кезінде желіндіру нәтижесінде бөлінетін HCl және SOх шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)*
1	2	3
1	HCl	2–10 **
2	SOх	1–6 ***
Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні. Тұз қышқылымен желіндіру кезінде ғана қолданылады. **Күкірт қышқылымен желіндіру кезінде ғана қолданылады.

Байланысты мониторинг ЕҚТ 4-те берілген.

6.3.2. Ыстықтай илемдеу өндірісі кезінде ұйымдастырылған көздерден ластағыш заттардың шығарындылары.

6.3.2.1. Тозаң шығарындылары

ЕҚТ 15.

Ыстықтай илемдеу процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, шеңбер және т.б.) қыздырған кезде тозаң шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Сипаттамасы	Қолданылуы
1	2	3	4
1	Құрамында тозаңы мен күлі аз отынды пайдалану	Құрамында тозаң мен күл аз отындарға, мысалы, табиғи газ, сұйытылған мұнай газы, тозаңнан тазартылған домна газы.	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың деңгейі 6.9-кестеде келтірілген.

6.9-кесте. Ыстықтай илемдеу процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, шеңбер және т.б.) қыздырған кездегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)**
1	2	3
1	Тозаң	2-10

*Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

**ЕҚТ-ТК 100 % табиғи газды немесе 100 % электр жылуын пайдаланатын қондырғыларға қолданылмайды.

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз

ЕҚТ 16.

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Ауаны бұрумен және бөлінетін газдарды тазартумен біріктірілген жабық тазалау (қолмен тазалауды қоспағанда)	Жалпы қолданылады
2	Ауаны шығарындылар көзіне барынша жақын жерден сору	Тозаң деңгейі, мысалы, 50 г/сағ-тан төмен жағдайда пісіру үшін қолданылмауы мүмкін
3	Электрсүзгі	Жалпы қолданылады
4	Қапшық сүзгі	Ылғалдылығы жоғары бөлінетін газдар жағдайында қолданылмауы мүмкін
5	Ылғалды тазалау скруббері	Жалпы қолданылады
6	Импульстік тазартатын сүзгілер	Жалпы қолданылады
7	Керамикалық және металл ұсақкөзді сүзгілер	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.10-кестеде келтірілген.

6.10-кесте. Механикалық өңдеу (бойлық кесуді, отқақты кетіруді, тегістеуді, қаралтым өңдеуді, илемдеуді, таза өңдеуді, түзетуді қоса алғанда), тазалау кезіндегі (қолмен тазалаудан басқа) шаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)*
1	2	3
1	Тозаң	2-5

*Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.3.2.1 . Күкірт диоксидінің шығарындылары

ЕҚТ 17

Ыстықтай илемдеу процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, шеңбер және т.б.) қыздырған кезде шығарылатын технологиялық газдардың SO₂шығарындыларын болдырмау немесе азайту мақсатында ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Күкіртсіздендіру және күкірті аз отынды пайдалану	Жалпы қолданылады
2	"Ылғалды" тазалау әдістерін қолдану (ылғалды скруббер)	Жаңа қондырғыларда қолданылады. Қолданыстағы қондырғыларда мынадай жағдайларда қолдану мүмкіндігі шектеулі болуы мүмкін: - бөлінетін газ ағынының өте жоғары жылдамдығы (пайда болған қалдықтар мен сарқынды сулардың айтарлықтай мөлшеріне байланысты); - қуаң аудандарда (судың үлкен көлеміне және сарқынды суларды тазарту қажеттілігіне байланысты); - күкіртсіздендіру үшін жекелеген ағындарды бөле отырып, газдарды тазартудың орталықтандырылған жүйесін ауқымды реконструкциялау қажеттілігі, сондай-ақ аумақтың шектелуі (қосымша ірі габаритті құрылыстар салу үшін өндірістік алаңдардың болмауы).

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.11-кестеде берілген.

6.11-кесте. Ыстықтай илемдеу процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, шеңбер және т.б.) қыздырған кездегі SO₂шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)^,*
1	2	3
1	SO₂	50-200

*Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

**ЕҚТ-ТК 100 % табиғи газды немесе 100 % электр жылуын пайдаланатын қондырғыларға қолданылмайды.

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.3.2.2 Азот тотығының шығарындылары

ЕҚТ 18.

Ыстықтай илемдеу процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, шеңбер және т.б.) қыздырған кезде атмосфераға азот тотығы (NO_x) шығарындыларын болдырмау немесе азайту мақсатында ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Азот тотығын (NO_x) шығару деңгейі төмен жанарғылар	Қолданыстағы зауыттарда қолдану құрылымдық және/немесе пайдалану шектеулерімен шектелуі мүмкін.
2	Отынды немесе тозаңы, күкірті аз және NOx түзілу әлеуеті төмен отындардың комбинациясын пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Оттек-отындық жанарғылар	Жалпы қолданылады
4	Түтін газдарын рециркуляциялау	Жалпы қолданылады
5	Селективті каталитикалық тотықсыздандыруды (СКТ) қолдану	Жалпы қолданылады
6	Селективті каталитикалық емес тотықсыздандыруды (СКЕТ) қолдану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты шығарындылардың технологиялық көрсеткіштері 6.12-кестеде берілген.

6.12-кесте. Ыстықтай илемдеу процесі алдында жартылай фабрикатты (слябтар, блюмдер, шеңбер және т.б.) қыздырған кезде атмосфераға азот тотығы (NO_x) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТК (мг/Нм³)*
1	2	3
1	NOx **	80–200 ** 100–350 ***
2	NOx ***	100-350
Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні Табиғи газды пайдаланған кезде Басқа отын Жаңа қондырғылар үшін ***Қолданыстағы қондырғылар үшін

6.4. Су пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазарту

ЕҚТ 19.

Сарқынды суларды жою мен тазартудың ең үздік қолжетімді техникасы кәсіпорынның су балансын басқару болып табылады. ЕҚТ бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	технологиялық процесте айналымды сумен жабдықтау және суды қайта пайдалану жүйесін енгізу	Жалпы қолданылады
2	технологиялық процестерге су тұтынуды азайту	Жалпы қолданылады
3	сарқынды суларды жергілікті тазарту және залалсыздандыру жүйелерін пайдалану	Қолданыстағы қондырғыларда қолданылуы жұмыс істеп тұрған сарқынды суларды тазарту жүйелерінің конфигурациясымен шектелуі мүмкін

ЕҚТ 20.

Сарқынды сулардың заттармен ластану деңгейін төмендетудің ең үздік қолжетімді техникасы бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалануды білдіреді:

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Тұндыру	Жалпы қолданылады
2	Сүзгілеу	Жалпы қолданылады
3	Адсорбция	Жалпы қолданылады
4	Коагуляция, флокуляция	Жалпы қолданылады
5	Химиялық тұндыру	Жалпы қолданылады
6	Қышқыл ағындарды бейтараптандыру	Жалпы қолданылады
7	Ион алмасу	Жалпы қолданылады
8	Биологиялық тазалау	Жалпы қолданылады
9	Аэробты және анаэробты тазалау	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты төгінділердің технологиялық көрсеткіштері 6.13-кестеде берілген.

ЕҚТ-ға байланысты мониторинг: ЕҚТ 5-ті қараңыз.

6.13-кесте. Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезінде жерүсті су объектілеріне келіп түсетін сарқынды сулардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	Өлшем бірлігі	ЕҚТ-ТК ^,^,**
1	2	3	4
1	Қалқыма заттар	мг/л	5-30
2	Жалпы органикалық көміртек	мг/л	10-30
3	Оттекті химиялық тұтыну	мг/л	30-90
4	Мұнай өнімдері	мг/л	0,5-4
5	Cd	мкг/л	1-5
6	Cr	мг/л	0,01-0,1
7	Cr (VI)	мкг/л	10-50
8	Fe	мг/л	1-5
9	Hg	мкг/л	0,1-0,5
10	Ni	мг/л	0,1-0,5
11	Pb	мкг/л	5-20
12	Sn	мг/л	0,01-0,2
13	Zn	мг/л	0,05-1
14	Жалпы фосфор	мг/л	0,2-1

*Іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

**Сарқынды суларды тазарту қондырғыларынан тазартылған ағындарды шығару орындарында қолданылатын көрсеткіштер.

***Өндірістік процесте ластағыш заттар болған /түзілген жағдайда, сондай-ақ Қазақстан Республикасында өлшеу құралдары мен әдістері болған кезде.

6.14-кесте. Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезінде су жинауыш тоғанға, су булағыш тоғанға төгінділердің технологиялық көрсеткіштері.

р/с №	Параметр	Ескертпе ^,*
1	2	3
1	Мұнай өнімдері
2	Cd
3	Cr
4	Cr (VI)
5	Fe
6	Hg
7	Ni
8	Pb
9	Sn
10	Zn

*Су жинауыш тоғандар мен су булағыш тоғандарға төгінділерде технологиялық көрсеткіштерді белгілеуге қатысты норма олар соңғы 3 жылдағы мониторингтік зерттеулердің нәтижелері бойынша жерүсті және жерасты су ресурстарына әсер етпейтінін растай отырып, гидротехникалық құрылыстарға қатысты қолданылатын талаптарға сәйкес келген жағдайда қолданылмайды.

**Жерүсті және жерасты су ресурстарына теріс әсер ету фактісін анықтау гидротехникалық құрылыстарға қолданылатын талаптардың бұзылғанын көрсетеді. Бұл жағдайда эмиссиялардың сандық көрсеткіштері қолданыстағы санитарлық-гигиеналық, экологиялық сапа нормативтеріне және мәдени-тұрмыстық су пайдалану орындарына қатысты қоршаған орта сапасының нысаналы көрсеткіштеріне сәйкес келуі тиіс.

6.5. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 21.

Кәдеге жаратуға жіберілетін қалдықтардың көлемін болдырмауға, егер ол мүмкін болмаса, азайтуға арналған ЕҚТ ол басымдық тәртібімен қалдықтардың пайда болуын болдырмауды, оларды қайта пайдалануға дайындауды, қайта өңдеуді немесе өзге де қалпына келтіруді қамтамасыз ететін экологиялық менеджмент жүйесі (ЕҚТ 1-ді қараңыз) шеңберінде қалдықтарды басқару бағдарламасын құруды және орындауды білдіреді.

ЕҚТ 22.

Қалдықтар санын азайту мақсатында ЕҚТ технологиялық жартылай өнімдерді немесе оларды қайта өңдеу өнімдерін қайта пайдалану процесін жеңілдету үшін объектідегі операцияларды бір техниканы немесе бірнеше техниканың құрамасын пайдалану арқылы ұйымдастыруды білдіреді.

р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Әрі қарай пайдалану үшін майлы отқақты алдын ала өңдеу	Жалпы қолданылады
2	Металл сынықтарын пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Бөлінетін газдарды құрғақ тазалау кезінде металдар мен металл оксидтерінің рециклингі	Жалпы қолданылады
4	Құрамында май бар шламды қолдану	Жалпы қолданылады
5	Қапшық сүзгілерден шыққан тозаңды қайта өңдеу	Жалпы қолданылады

6.6. Ремедиация бойынша талаптар

Атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының негізгі үлесі түтін құбырлары арқылы бөлінетін газдардың шығарындылардың ұйымдастырылған көздеріне тиесілі - шығарындылардың жалпы санының шамамен 93 % -99 %-ды құрайды.

Илемдеу цехтарының шығарындыларының негізгі бөлігін қыздыру пештерінің шығарындылары – азот оксидтері және көміртек; күкірт диоксиді; ал илемдеу жабдықтары мен өңдеу учаскелерінде – құрамында темір оксидтері, бейорганикалық тозаң бар қатты заттар құрайды.

Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарын өндіру кезінде өндірістік объектілер қызметінің жерасты суларына әсер ету шамасы су тұтыну және су бұру көлеміне, тазарту құрылыстары жұмысының тиімділігіне, сарқынды суларды сүзгілеу алаңдарына және жер бедеріне және жерүсті су объектілеріне ағызудың сапалық сипаттамасына байланысты болады. Егер қондырғының салқындатқыш су жүйесінде тұйық контур болмаса, өндірістік ағындар болмайды.

Өндірістік және технологиялық процестер нәтижесінде түзілген қалдықтар шарттық негізде бөгде ұйымдарға кәдеге жаратуға/қайта өңдеуге берілуі мүмкін, өндірілген шахталар кеңістігін толтыру кезінде өздері үшін ішінара пайдаланылуы мүмкін, бір бөлігі өндіріске қайтарылады.

ҚР Экология кодексіне сәйкес ремедиация:

жануарлар мен өсімдіктер әлеміне;

жерасты және жерүсті суларына;

жерге және топыраққа экологиялық залал фактісі анықталған кезде жүргізіледі.

Осылайша, қара металды қайта өңдейтін кәсіпорындар қызметінің нәтижесінде атмосфералық ауаның ластануы және ластағыш заттардың табиғи ортаның бір компонентінен екіншісіне ауысуы нәтижесінде келесі жағымсыз салдарлар туындайды:

атмосфералық ауадан топырақ бетіне ластағыш заттардың түсуі және олардың одан әрі жерүсті және жерасты суларына инфильтрациясы нәтижесінде жер мен топырақтың ластануы;

жануарлар мен өсімдіктер әлеміне әсер етуі.

Өндірістік және (немесе) мемлекеттік экологиялық бақылау нәтижелері бойынша табиғи орта компоненттеріне антропогендік әсер ету нәтижесінде келтірілген экологиялық залал фактілері анықталған кезде қызметтің салдарын жабу және (немесе) жою кезінде базалық есепте немесе эталондық учаскеде белгіленген жай-күйге қатысты табиғи орта компоненттерінің жай-күйінің өзгеруіне бағалау жүргізу қажет.

Әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға Қазақстан Республикасы Экология кодексінің (5-бөлімнің 131-141-баптары) нормалары мен Ремедиация бағдарламасын әзірлеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдарға сүйене отырып, учаскенің жай-күйін қалпына келтіру үшін осындай залалды жою үшін тиісті шаралар қолдануға тиіс.

Бұдан басқа, іс-әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға, учаске бұдан былай адам денсаулығына елеулі қауіп төндірмеуі және табиғи орта компоненттерінің ластануына байланысты оның қоршаған ортаға қатысты қызметінен зиян келтірмеуі үшін, олардың күнделікті немесе келешектегі бекітілген нысаналы міндеттерін ескере отырып, тиісті ластағыш заттардың эмиссияларын жою, тежеу немесе қысқарту үшін, сондай-ақ бақылау мониторингі үшін мерзімінде және кезеңділікпен қажетті шараларды қабылдауы тиіс.

7. Перспективалы техникалар

Осы бөлімде ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар жүргізілетін немесе оларды тәжірибелік-өнеркәсіптік енгізу жүзеге асырылатын жаңа техникалар туралы ақпарат қамтылады.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу процесінде ТЖТ құрастырушылары мен мүшелері бірқатар жаңа технологиялық, техникалық және басқару шешімдерін талдады. Бұл өндірістің тиімділігін арттыруға, қоршаған ортаға теріс әсерді азайтуға, ресурстарды тұтынуды оңтайландыруға бағытталған шешімдер. Олар әлі кең таралмаған және анықтамалықты құрастырушыларда оларды екі кәсіпорында енгізілгені туралы сенімді ақпарат жоқ.

Бұдан әрі мәтінде бұл шешімдер қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісіне қатысты сипатталған.

7.1. "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" саласындағы перспективалы техникалар

7.1.1. Стеккель орнағы бар желіде ыстықтай илемделген илем өндіру

Көміртекті, тот баспайтын және болаттың арнайы маркаларынан жасалған орама илемнің шағын және орта партияларын ыстықтай илемдеу кезінде Стеккель технологиясы жаңа цехтар үшін де, қолданыстағы илемдеу диірмендерін жаңарту үшін де өте қолайлы. Илем жабдықтарын өндірушілер ұсынатын жаңа конструкциясы мен автоматтандыру тұжырымдамалары Стеккель орнақтарын қолдану мүмкіндіктерін кеңейтіп отыр және ыстықтай илемделген жолақты өндіру шығындарын едәуір төмендетуге мүмкіндік берді.

Стеккель орнағының жаңа құрылымының негізгі артықшылықтары:

жабық типті пештің энергия шығынын 30 %-ға азайтатын және цех атмосферасына шығарындылардың азырақ шығарылуын қамтамасыз ететін ерекше герметикалау жүйесі бар жаңа құрылымы;

екі бөліктен тұратын реттелетін жылжымалы барабан сегменті бар пеш орағыштарының құрылымы жолақтың барабанды орғаыштың ойығына кірген кезде зақымданбауын, жолақтың шеткі уаскелерін қоса алғанда ұзына бойы бойынша біркелкі қыздырылуын қамтамасыз етеді;

жолақ бетінің сапасы және температура, қалыңдық, профиль және жазықтық мәндерінің рұқсат етілген ауытқулары үздіксіз ыстықтай илемдеу орнақтарының тиісті көрсеткіштеріне жуықтайды;

әрі қарай өңдеудің барлық түрлері үшін әртүрлі маркалы болатты илемдеу. Өндіріс қажеттіліктеріне байланысты кез келген өлшемдегі слябтарды илемдеу үшін әртүрлі конфигурациядағы Стеккель орнақтарын – өнімділігі 200-ден 800 мың т/жылға дейінгі бір қапасты орнақтан бастап (өнімділігі 1,3 млн т/жыл екі қапасты орнақ түрінде ұлғайту мүмкіндігі бар) өнімділігі 3 млн т/жылдан көп кәдімгі алты қапасты орнаққа дейін пайдалануға болады.

Үздіксіз құйылған слябтарды бастапқы дайындамалар ретінде пайдаланатынын және Стеккель орнақтарын қолданатынын ескере отырып ыстықтай илемделген табақты өндірудің заманауи технологиялық схемасының бірқатар артықшылықтары бар:

алынатын слябтардың құрылымы майда түйірлі болады, оларды кәдімгі қалың табақты орнақта илемдеу процесі кезінде тек бірнеше қаралтым өткізу арқылы алуға болады;

қыздыру пешіне слябтар жоғарырақ температурамен келіп түседі, осы арқылы үздіксіз процесті қамтамасыз етеді, пештің ұзындығын, қыздыру уақытын және отын шығынын 2-3 есе азайтады; - илемді Стеккель пешінің бірінші орнағына жүктеу кәдімгі қалың жолақты орнақта илемдеуге қарағанда 50 °C – 75 °C жоғары температурада жүргізіледі, мұның өзі едәуір жұқа жолақ алуға мүмкіндік береді, сонымен қатар дайын илемнің механикалық және геометриялық сипаттамасын жақсартады.

7.1.2. Үздіксіз технологиялық желілер және жолақтарды шексіз суықтай илемдеу кешендері

Жапонияда Фукуямада "Ниппон Стил" фирмасының зауытында жолақты шексіз суықтай илемдеудің әлемдегі алғашқы желісі орнатылды.

Бұл желідегі металл өңдеу технологиясының айрықша ерекшеліктері:

дәстүрлі үздіксіз желіндіру агрегаттарын (ҮЖА) қолданбай, илем ретінде ыстықтай илемделген жолақтарды пайдалану;

ыстықтай илемделген жолақтың бетінен отқақты кетіретін жаңа жүйені тікелей желіге орнату. Жапондық металлургтер әзірлеген "Исиклин" процесі ыстықтай илемделген жолақтың бетінен отқақты темірлі құмы бар судан пульпа түрінде 10 мПа жоғары қысымды ағынмен жасалатын механикалық әсермен кетіреді.

Отқақты кетірудің жаңа жүйесі:

күрделі және ағымдағы шығындарды 50 % -80 %-ға үнемдеумен;

отқақты кетіру желісінің ықшамдылығымен;

желідегі металдың жоғары қозғалыс жылдамдығымен;

қызмет көрсетуші персоналдың қауіпсіз жұмысымен;

қоршаған ортаға жүктемені азайтумен қамтамасыз етеді.

Неміс және кореялық илемдеу жабдықтарының жобалаушылары жасаған тағы бір шексіз суықтай илемдеу орнағы кешеніне мыналар кіреді:

орнақ желісіне қоса орнатылған турбуленттік типті желіндіру желісі;

5 қапасты суықтай илемдеу орнағы;

ыстықтай мырыштайтын үздіксіз желі.

Орнақтың өнімділігі – 1335 мың т/жыл. Орнақ орам массасы 45 т дейін қалыңдығы 0,15–2,3 мм және ені 700–1630 мм илем шығарады, илемдеу жылдамдығы – 30 м/с дейін, желіндіру жылдамдығы – 4 м/с. Орнақтың барлық алты білікпелі бес қапасы жұмыс білікпелерін және аралық білікпелерді мәжбүрлеп июге арналған құрылғылармен және астыңғы жағына орнатылған гидравликалық қысқыш құрылғылармен жабдықталған. Жолақтың қалыңдығын автоматты реттеу металдың секундтық массасының өту принципі бойынша жүзеге асырылады. Жазықтығын реттеу тұйық цикл бойынша жүзеге асырылады.

Желіндіру желісі патенттелген турбуленттік желіндіру технологиясы бойынша жұмыс істейді. Химиялық желіндіру секциясында төрт ванна бар, олардан кейін каскадтық типті алты шаятын ваннадан тұратын секция орннатылған. Технологияда желіндіру қышқылының жоғары кинетикалық энергиясы жолақ пен қышқыл беттерінің арасындағы шекаралық қаббатың оңтайлы алмасуы кезінде отқақтағы сызаттың түбіне жылдам енуі үшін пайдаланылады. Бұл жолақ бетінің жоғары сапасын қамтамасыз ете отырып желіндірудің ұзақтығын мүмкіндігінше қысқартуға мүмкіндік береді.

Қазіргі заманғы жабын жағу (қалайылау, мырыштау және басқалары) желілерінде пайдаланылатын жолақты отқақтан дәстүрлі тазарту технологияларында қышқылды желіндіру көзделген. Бұл технологиялардың бірқатар кемшіліктері бар, атап айтқанда:

бетті тазарту агрессивті ортада жүреді;

өңдеу процесінде қауіпті қалдықтар пайда болады;

ауа тартқыш желдету жүйесі қажет;

агрессивті орта есебінен металдың шығыдалуы;

қалдықтарды залалсыздандыру қажеттілігі.

Осыған байланысты келесі жаңа қағидаттарға негізделген AFC технологиясы бойынша жолақты қышқылсыз тазарту желісі қызығушылық тудырады:

жолақты отқақ қабатын алып тастамай тазалау;

металдың оксидті қабаты сутегімен (H₂) химиялық тотықсыздандрылады;

тотықсыздандыру нәтижесінде қоспалардан тазартылған темір қабаты және су буы пайда болады.

AFC процесінің негізгі параметрлері мен ерекшеліктері:

газ құрамы – 50 %–95 % H2 в N2;

болаттың маркасына және химиялық реакциялардың жүру режиміне байланысты процестің температурасы 500 °C – 700 °C құрайды;

жоғары температура реакция кинетикасының жоғарылауына ықпал етеді;

газ ағынының турбулизациясы тотықсыздандыру жылдамдығын арттыруға көмектеседі.

AFC өндірістік агрегаттық желісінің келесі ерекшеліктері бар. Жолақтың беті тікелей әсер ететін жанарғылардың көмегімен қыздырылады, ал қыздыру отқақтың пайда болуын болдырмау үшін тотықтырмайтын атмосферада жүргізіледі. Реакция жылдамдығы температураның жоғарылауымен тез артады. Жолақтың қалыңдығына байланысты процестің температурасы 600 °C бастап 700 °C дейінгі диапазонда болады. 700 °C дейінгі материалдың құрылымдық және механикалық сипаттамалары қайтымсыз өзгермейді.

AFC желісінің техникалық сипаттамасы:

жолақтың қалыңдығы 1,5–4,0 мм, жолақтың ені 610–1500 мм, орамның массасы 18 т;

желінің жылдамдығы 30 м/мин, желінің өнімділігі 110 мың т/жыл.

Тотықсыздандыру реакциясы сутегі мен азот қоспасында жүреді. Реактор реакция барысында газ қоспасының қажетті концентрациясын қамтамасыз ету үшін екі аймаққа бөлінеді. Желдеткіштердің көмегімен газ қоспасының үнемі жаңаруы және тотықсыздандырғаннан кейін пайда болатын газ тәрізді өнімдерді (су буы) бір мезгілде үздіксіз алып тастау жүреді. Берілетін газ қоспасының температурасы - 20 °C – 30 °C. Ауамен жанасуға байланысты қайта тотығудың алдын алу үшін салқындату бөлімінен шығатын жолақтың температурасы 150 °C аспауы керек.

Жолақты 120 °C дейін салқындату тотықтырмайтын атмосферада жүреді: салқындату бөлімі сулы қуыстан және салқындату жылдамдығы өзгеретін тоңазытқыштан тұрады (15 °C/с дейін). Кейінгі салқындату 5 % H₂/N₂құрамымен тотықсыздағыш атмосферада жүреді._.

Скруббер тотықсызданған оксидтердің қабыршақтарын кетіреді. Щеткалардың көмегімен қабыршақтар ұнтаққа айналады, ол жолақтың бетінен сумен шайылады. Ұнтақ түйірлері орта есеппен алғанда 10 мм тесіктері бар сүзгі ұстап қалатындай мөлшерде болады.

Желіндіру және суықтай илемдеу операцияларын бір үздіксіз желіге біріктіруге негізделген суықтай илемделген жолақтар саласындағы перспективалық технологиялардың тағы бір мысалы - дәстүрлі технологиямен салыстырғанда шығындардың жалпы 20 %-ға төмендеуі азайтылуын қамтамасыз ететін, коррозияға төзімді болаттан жасалған жолақты суықтай илемдеу, жасыту және желіндіруді бір желіге біріктіретін IRAPL процесі (Integrated Rolling Annealing-Pickling Line) болып табылады.

7.1.3. Ыстықтай деформацияланған жіксіз құбыр өндірісі

Ыстықтай деформацияланған құбыр өндірісінің қолданыстағы технологияларын жетілдіру, жаңа технологияларын әзірлеу кезіндегі негізгі үрдістер технологиялық процестерді автоматтандыру, құбырларды өндіру процесінде геометриялық параметрлерді, олардың бетінің пішіні мен сапасын контактісіз бақылау жабдығын енгізу, өндірілетін өнімнің технологиялық параметрлері мен сапалық сипаттамаларын бақылау негізінде өндірістік процестерді жоспарлау, бақылау және басқару жүйелерін пайдалану болып табылады.

Еуропа мен Ресейдің жетекші машина жасау компаниялары бұрандалы илемдеудің жоғары өнімді екі білікті тігін орнақтарын, сонымен қатар бағыттаушы жетекті дискілері бар орнақтарын, құбырды бойлық илемдеудің көп қапасты жаймалағыш үздіксіз илемдеу орнақтарын, көп қапасты калибрлеу орнақтарын әзірлеу жұмыстарын жүргізіп жатыр және нарықта ұсынып отыр.

Ыстықтай илемделген құбырларды өндірудің жаңа технологиялары:

қабырғасы едәуір жұқа құбыр өндірісімен;

құбыр қабырғасының қалыңдығы мен диаметрі бойынша едәуір қатаң шектерімен;

құбырлардың сыртқы және ішкі беттерінің жоғары сапасымен;

өнімділікті арттыру, жарамды өнімнің шығымдылығын арттыру, технологиялық құралдың беріктігін арттыру есебінен өндіріс шығындарын төмендетумен қамтамасыз етеді.

Бойлық илемдейтін төрт білікпелі орнақтар тұжырымдамасы - FRT (four roll technology) қызығушылық тудырады. Құбырды қабырға қалыңдығын өзгерте отырып сыртқы диаметрі бойынша қысқартатын төрт жетекті білікпелері бар жаңа қапас технологияның негізі болып табылады. Жіксіз құбырлар өндірісінде конструкциясы осындай жаңа қапастарды қолданудың негізгі салалары келесі құбыр илемдеу орнақтары болып табылады: - калибрлеу орнақтары; - редукциялық-кергіш орнақтар; - түзеткішті шығарғыштар (ұстап тұратын түзеткіші бар үздіксіз орнақ желілерінде). Барлық осы орнақтарда FRT қапастары дәстүрлі екі білікпелі және тиімділігін көрсеткен үш білікпелі қапастарды алмастыра алады, өйткені технологиялық сипаттамалары өте жақсы.

Атап айтқанда, FRT қапастары бар орнақ теориялық жағынан келесі парамтерлермен қамтамсыз ете алады:

(сыртқы диаметрі мен қабырға қалыңдығына) анағұрлым қаттырақ шектері бар құбырларды илемдеу;

беріктік сипаттамалары анағұрлым жоғары материалдарды илемдеу мүмкіндігі;

ішкі бетін полигондаудың минималды әсері;

білікпелердің тозуының төмендеуіне байланысты технологиялық құрал шығындарының айтарлықтай төмендеуі. "МИСиС" ҒТУ "ЭЗТМ" ААҚ-мен бірлесіп РФ кәсіпорындарында бұрандалы илемдеу орнақтары негізінде шағын құбыр илемдеу агрегаттарының тұжырымдамасын әзірлеп, енгізді.

Жіксіз құбырларды өндірудің жаңа перспективалық технологиясы келесі технологиялық операцияларды қамтиды:

бастапқы дайындамаларды дискілі арамен өлшенген ұзындықтарға кесу;

бұрғылау арқылы дайындаманың алдыңғы ұшына суық күйінде центрлегіш ойық салу;

адымдаушы арқалықтары бар газ пешіндегі дайындамаларды қыздыру;

бағыттаушы құрал ретінде сызғыштарды пайдалана отырып, дайындаманы бұрандалы екі білікпелі илемдеу орнағында қобылау;

гильзаны осы орнақта қысқа конустық түзеткіште жұқарту;

алынған қаралтым құбырды диаметрі бойынша үш білікпелі бұрандалы орнақта бір уақытта түзете отырып калибрлеу;

құбырды бақылап салқындату.

Әзірленген технологияның артықшылықтары: технологиялық жабдықты өндірудің мерзімдері қысқа, жабдықтың және тұтастай алғанда технологиялық процестің энергия сыйымдылығы төмен, технологиялық процестің әмбебаптығы, жабдық пен технологиялық құралдың көлемі мен массасы аз, бұрандалы илемдеу орнақтарын пайдалануға байланысты геометриялық параметрлердің сапасы жоғары, технологиялық құралдың шығындары төмен. Иілгіштігі төмен жоғары қосындыланған және тоттануға төзімді болаттан жасалған құбырларды әзірлеген кезде қолданылатын қосарлы бұрандалы қобылау технологиясы қызығушылық туғызады. Осы технологияға сай бірінші қобылаған кезде қабырғасы қалың гильза алынады, ал келесі қобылаған кезде – қабырғасы едәуір жұқалау гильза алынады. Екінші қобылау гильзаны кеңейту үшін қажет (гильзаның сыртқы диаметрін едәуір көтеру). Қосарлы қобылауды пайдалану қосымша жабдық (тағы бір қобылағыш орнақ) орнатуды және қағида бойынша, қосымша технологиялық операцияны (гильзаны жұқартқыш орнақ алдында қыздыру) енгізуді қажет етеді.

Технологиялық цикл барысы бойынша бірінші қобылау орнақтарының бірі ретінде жылжымалы қобылау құрылғысы бар үш білікпелі (Ассела орнағы қапасының типі бойынша) қапасты бұрандалы илемдеу орнағын пайдалануға болады, ол үздіксіз құйылатын дайындаманың қобылау режимінде және домалату режимінде жұмыс істей алады (бұл жағдайда қобылау құрылғысы кейінге қойылады).

SMS Meer компаниясы үздіксіз орнағы бар ТПА желісінде дайындамаларды қобылау процесінде гильзаның ішкі жағында белсенді отқақ түізлетін бастапқы кезеңді тежеуді қамтамасыз ететін INCOAT жаңа технологиясын әзірледі. Осы технология және тиісті жабдық қобылау процесінде қобылау орнағы өзегінің адаптеріндегі саңылау арқылы гильзаның қуысына ұнтақты материалды (дезоксидтеуші) автоматты үрлеуді қамтамасыз етеді, осылайша отқақ түзілуін болдырмайды және технологиялық материалдың дәл мөлшерленуін, сондай-ақ гильзаның ішкі жағына жабындалатын жабынның қалыңдығын реттеу мүмкіндігімен қамтамасыз етеді. Осы технология гильзаның ішкі жағын дезоксидтеуші материалмен өңдейтін бөлек операцияны пайдаланбауға мүмкіндік береді, осылайша гильзаны үздіксіз орнаққа тасымалдаған кезде уақытты қысқартуға және температураны түсіруге, илемдеу процесінің энергиялық тиімділігін арттыруға, өндірілетін өнімнің сапасын арттыруға және технологиялық құралдың беріктігін арттыруға мүмкіндік береді. АҚШ-та бұрандалы екі білікпелі илемдеу орнағында дайындаманы қобылауды және ұстап тұратын түзеткіште екі жетекті дискілері бар орнақ-элонгаторда жұқартуды қамтитын құбыр илемдеудің технологиялық схемасы әзірленді. Орнақ-элонгатордың мұндай түрі Accy-Roll деп аталады. Диаметрі үлкен екі жетекті диск гильзаны білікпелердің қармауын жеңілдетеді, ішкі диаметрі бойынша шектері өте кіші, өлшемдері нақты және қабырғаларының көлденең әркелкілігі азайтылған қаралтым құбырларды алуға мүмкіндік береді. Accy-Roll орнағында сыртқы диаметрі мен қабырға қалыңдығының арақатынасы D/S=4–40 сыртқы беті жоғары сапалы және қиық шығындары өте аз құбырларды илемдейді. Орнақтың білікпелері көлденең жазықтықта орналасқан, олардың өстері жұқарту бұрышына қарата бұрылған, мұның өзі металды деформациялау шартын жақсартады, түзеткіштің орнықты күйін қамтамасыз етеді және сәйкесінше қабырға қалыңдығы бойынша шектері кіші гильзаны жұқартуға мүмкіндік береді. Дишер орнағында қалқымалы түзеткішті қолданудың орнына Ассу-Roll орнағында ұстап тұратын түзеткішті пайдалану шығарылатын құбырлардың сұрыптамасын едәуір кеңейтеді. Редуциялау үшін төрт білікпелі қапасты пайдалану ұсынылады, мұның өзі құбыр қабырғасының әркелкі қалыңдығын азайтуға және редукциялық-кергіш орнақтың қапастарының санын азайтуға мүмкіндік береді. Шетелдерде қуаттылығы орташа құбыр цехтарын салған кезде рейкалы орнағы бар ТПА маңызды орын алып отыр, ол диаметрі 193 мм дейін, қабырға қалыңдығы бойынша шегі 7 % – 8 % диапазондағы құбырларды алуға мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта әлемде рейкалы орнақтары бар 30-дан астам ТПА пайдаланылады.

Рейкалы орнақта көп роликті (қағида бойынша үш роликті) калибрі бар жетекті емес қапастардың қатары арқылы диаметрі кейіннен кішірейтіліп отыратын гильзаны итеру тәсілімен илемдеу процесі. Дәстүрлі типті ТПА-да рейкалы орнақта гильзаны итеру созу шығыршықтарынан тұратын құрсауда жүргізілетін; төртбұрышты илемделген дайындама тік баспақта түбі бар дөңгелек ("стақан") гильзаға қобыланатын. Рейкалы орнағы бар ТПА желісінде қазіргі заманғы құбыр өндіру тәсілі Германияда әзірленген. Жаңа процесс СРЕ (Cross Piercing Elongator) деп аталды. Осы схема бойынша дөңгелек үздіксіз құйылған немесе илемделген дайындаманы сақиналық пеште қыздырады және жетекті дискілері бар екі білікпелі орнақта қобылайды. Осыдан кейін гильзаның алдыңғы шетін көмкереді, сосын гильзаны түзеткішпен бірге рейкалы орнақта үш немесе төрт роликті калибрлер арқылы итереді, кейіннен түзеткішті алу, құбырларды дайын өлшемге қыздыру және қысқарту (немесе калибрлеу) мақсатында құбырды илемдейді. СРЕ процесінің негзігі артықшылығы құбырлардың сыртқы және ішкі бетінің жоғары сапасы, қабырға қалыңдығы (±5 ± 6% дейін) және диаметрі бойынша қатаң шектегі құбырларды алу, технологиялық құралға жұмсалатын шығындардың аздығы болып табылады. Бұл ретте құбыр илемдеу агрегатының өнімділігі жылына 400–500 мың тоннаға жетуі мүмкін. СРЕ технологиялық схемасы бойынша ТПА Румыния, Испания, Германия, АҚШ, Австрия және басқа да елдердің зауыттарында қолданылады.

7.1.4. Шығарылатын процесс жылуынан жылуды рекуперациялау

Сипаттау

Ыстықтай илемдейтін қыздыру пештерінің бөлінетін газдарынан бөлінетін төмен потенциалды жылуды жоғары молекулалық флюидтерді пайдалана отырып технологиялық қажеттіліктерге де, сол сияқты жылу және/немесе электр энергиясын өндіру үшін де пайдалануға болады.

Техникалық сипаттама

Ренкин органикалық циклының жалпы қағидаттары

Ренкиннің кәдімгі жылуында жұмыс сұйықтығы (кәдімгі су) қазанда қаныққанға дейін қыздырылады, су буы турбина арқылы ұлғайтылады, конденсаторға сұйық күйге ауысады және циклды (РОЦ - Ренкиннің органикалық циклы) қайталау үшін кері қарай қазанға қайтарылады.

РОЦ-та жұмыс сұйықтығы ретінде судың орнына жоғары молекулалық органикалық сұйықтықтарды қолдануға болады. Қағида бойынша, жұмыс сұйықтықтары ретінде силоксандар немесе көмірсутектер қолданылады. Бұл сұйықтықтардың қайнау температурасы суға қарағанда әлдеқайда төмен. Жұмыс сұйықтығы шығарылатын түтін газдарының жылуын пайдалана отырып жылу алмастырғышта буланып кетеді. Жұмыс сұйықтығы газ күйіне ауысады және электр энергиясын өндіру үшін генераторға тікелей қосылған турбинада кеңейеді немесе жылу алмастырғыш арқылы жылу энергиясын алу үшін жылуды басқа ортаға береді. Жұмыс сұйықтығы сумен салқындатылған конденсаторда конденсацияланады және қайтадан жылу алмастырғышқа айдалады. РОЦ төмен және орташа температура жылу көздерін пайдаланып (мысалы, төмен температуралық жылу), әдетте 80 °C бастап 350 °C дейінгі диапазонда электр энергиясын өндіру үшін қолданылады.

РОЦ жүйесінде шығатын жылуды ұстап қалу және электр энергиясын өндіру процесі 7.1-суретте көрсетілген.

пайдаланылған ыстық газдар жылу алмастырғыш арқылы өтеді;

жылу алмастырғышта жылу пайдаланылған ыстық газдардан силиконды май (гексаметилдисилоксан), көмірсутектер немесе фторлы салқындатқыштар сияқты органикалық жұмыс сұйықтығына ауысады;

ыстық жұмыс сұйықтығы РОЦ жүйесіндегі кәдеге жарату буландырғышына беріледі;

жұмыс сұйықтығы РОЦ буландырғышында қайнатылады және электр генераторын басқаратын кеңейту турбинасына беріледі;

турбогенератор зауыттың тарату желісіне берілетін электр энергиясын өндіреді;

пайдаланылған суық агент зауыттық суды жылу таратқыш ретінде пайдаланып конденсацияланады және циклды қайталау үшін буландырғышқа қайта айдалады;

басқару контроллері РОЦ процесінің барлық тиісті параметрлері мен айнымалы мәндерін, соның ішінде шығынды, қысымды, температураны және электр қуатын бақылайды және оңтайлы жылу ПӘК-пен қамтамасыз ету үшін реттелетін жылдамдық сорғыларын басқарады.

7.1-сурет. Реникиннің органикалық циклінің қағидалық схемасы

Ыстықтай илемдеу орнақтарының қыздыру пештерінде РОЦ технологиясын қолдану

Ыстықтай илемдеу орнақтарында қыздыру пештері дайындамаларды, блюмдерді немесе слябтарды ыстықтай жүктелетін жағдайда қоршаған орта температурасынан немесе шамамен 800 °C температурадан 1250 °C дейін қайта қыздыру үшін пайдаланылады. Жылыту пештерінің ең маңызды түрлеріне итергіш пештер немесе адымдаушы арқалықтары бар пештер жатады. Мұндай пештерде 20 % бастап 30 % дейін келіп түсетін энергия әдетте қабырғалар мен есіктердегі шығындар арқылы, сонымен қатар пайдаланылған газдар арқылы жойылады. Әдетте жануға арналған ауа рекуператоры мен түтін құбыры арасындағы пайдаланылған газдардың температурасы 250–400 °С шегінде болады.

Ыстықтай илемдеу орнақтарының қыздыру пештерінде РОЦ жылуын рекуперациялау технологиясы бірінші рет 2013 жылғы сәуірде Сингапурда қолданылды. Қыздыру пешінің пайдаланылған газдарының жылуы (шамамен 400 °C температура кезінде) РОЦ қондырғысындағы жылу алмастырғыш арқылы ұсталады. Органикалық сұйықтық (гексаметилдисилоксан) жұмыс сұйықтығы болып табылады. РОЦ жүйесінде рекуперациялаған соң пайдаланылған газдардың температурасы түтін құбыры арқылы атмосфераға шығарар алдында 130–150 °C диапазонында болады. Нәтижесінде қыздырылған жұмыс сұйықтығы газ тәрізді күйге ауысады және электр энергиясын өндіру үшін тікелей генераторға қосылып тұрған турбодетандерде кеңейтіледі.

РОЦ жүйесін пайдаланып электр энергиясын өндіру үшін жылуды рекуперациялауды қолданудың екінші оқиғасы 2014 жылы Германияда ыстықтай илемдеу зауытында итергіш пеште тіркелді (Badische Stahlwerke GmbH).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия тұтынуды азайту.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

NatSteel илемдеу зауытында қуаты 700 кВт ORC жүйесін пайдалана отырып, тестілеудің 37 күнінде өндірілген электр энергиясының жиынтық көлемі 109 390 кВт*с құрады.

2017 жылы Badische Stahlwerke GmbH зауытында ORC жүйесін орнатқан соң жылына 60 000 кВтс үнемделді. Десек те, 1 400 000 кВтс астам энергия үнемдеу болжамданған болатын, бірақ бұл нәтиже станциядағы техникалық проблемаларға байланысты орындалған жоқ.

Кросс-медиа әсерлер

Өндіріс мәдениетін жоғарылату.

Қолданылауына қатысты техникалық пайымдаулар

Тек жаңа зауыттарда және ірі зауыттардағы жаңғыртуларда қолданылады.

Экономика

Дәстүрлі энергия көздерінде өндірілетін электр энергиясының бір бөлігін алмастыру.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігін арттыру.

Жылу және/немесе электр энергиясын өндіру шығындарын азайту.

Үздіксіз ыстық батыру арқылы жабынмен жабындауды қолданудың перспективалы техникалары

7.1.5. Бу фазасынан ағынды тұндыру

Сипаттау

Вакуумдық камераның ішіндегі жылжымалы болат жолаққа мырышты болатқа жоғары жылдамдықпен буландыру арқылы жабындау.

Техникалық сипаттама

Болат табақтарға мырыш жабынын жағудың кең таралған өндірістік процестері ыстық батыру және электрлік мырыштау процестері болып табылады. Бу фазасынан ағынды тұндыру - жабынның вакуумдағы мырыштың термиялық булануы арқылы жүзеге асырылатын жаңа жабындау процесі. Бу фазасынан ағынды тұндыру - тұрақты даму сатысында тұрған жаңа технология және ол осы құжатты жазған уақытта дәстүрлі жабын процестерінің орнына қолдануға жарамсыз.

Майсыздандырылғаннан кейін және жасытылғаннан кейін болат жолақ бу фазасынан ағынды тұндыру қондырғысының мырышпен жабындау аймағына тасымалданады. Вакуумдық аймаққа кіру бөлігінде тұрған шлюз болат таспаның атмосфераға вакуум астында келіп түсуіне мүмкіндік береді. Аздап қайта қыздырған соң жолақ бу фазасынан ағынды тұндыру қондырғысының мырыштау жабыны аймағына тасымалданады, онда мырыш жылжымалы ауа үрлегіш құрылғының көмегімен жолаққа буланады. Мырыш суық таспада конденсацияланып, қатады. Содан кейін қапталған жолақ қалыпты атмосфералық қысымға қайтарыла отырып, шығу жапқышы (кіру жапқышына ұқсас) оны арқылы өтеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жабындауды, өнімді пайдалану кезеңін, қалдықтарды және оларды кәдеге жаратуды қоса алғанда бу фазасынан ағынды тұндыру процесінің жалпы қоршаған ортаға әсерін бағалайтын өмірлік циклын бағалау, басқа жабындау әдістерімен салыстырғанда өнімділігі жоғары болатынын және энергия анағұрлым аз тұтынылатынын көрсетті.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

ArcelorMittal Kessales зауытында таза мырыш (99,9 %) құйма түрінде жеткізіледі. Ол 420 °C дейін (мырыштың балқу температурасы) қыздырылып, буландырғышқа сорылады. Мырышты балқытуға арналған пештің қуаттылығы 40 тоннаны құрайды. Болат жолақ желі бойынша 180 м/мин максималды жылдамдықпен қозғалады.

Осы жаңа технологияның көптеген артықшылықтары бар, соның ішінде:

болат табақты ерекше біркелкі жабындау;

болаттың маркасына қарамастан сапалы жабындау адгезиясы және сутегі әсерінен аса берік болаттың сынғыш болуына жол бермеу;

вакуумда жұмыс істеу булану температурасын төмендетуге мүмкіндік береді, сонымен қатар мырыш пен болаттың тотығу қаупін жоятын "таза" орта жасайды;

әртүрлі қалыңдықтағы жабындарды алу мүмкіндігінің арқасында (бір жағы екінші жағына қарсы) және химиялық құрамына қарамастан әртүрлі беттерге жабын жағу үшін өте икемді технологиялық процесс;

мырыштың негізінен отқақтың шығынын болдырмайтын өте жоғары шығымдылығы.

Кросс-медиа әсерлер

Өндіріс мәдениетін арттыру

Қолданылауына қатысты техникалық пайымдаулар

Ешқандай ақпарат ұсынылған жоқ.

Экономика

Бу фазасынан ағынды тұндыру өндірісінің жаңа желісін орнатудың мәлімделген құны ArcelorMittal Кессалес зауытында 60 миллионнан астам евроны құрады.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергияны үнемдеу және мырыштың шығымы.

Мырышпен жабындау операцияларының тиімділігін арттыру.

Зауыттардың мысалдары

АрселорМиттал Кессалес (Бельгия).

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсынымдар

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық Экологиялық кодексінің 113-бабына сәйкес әзірленді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты технологтардан, экологтардан, энергия тиімділігі жөніндегі мамандардан және экономика жөніндегі сарапшыдан құралған тәуелсіз сарапшылар тобы әзірледі. Тәуелсіз сарапшылар тобының құрамын Орталықтың Басқарма Төрағасының бұйрығымен құрылған ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтар жобаларының бөлімдерін әзірлеу үшін сарапшыларды және (немесе) ғылыми-зерттеу институттарын және (немесе) жоғары оқу орындарын іріктеу жөніндегі жұмыс тобы қалыптастырды.

Осы анықтамалықты дайындау Орталықтың Басқарма Төрағасының бұйрығымен құрылған ТЖТ қатысуымен жүзеге асырылды. ТЖТ құрамына ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданылатын тиісті салалар бойынша өнеркәсіп субъектілерінің өкілдері, өнеркәсіптік қауіпсіздік және халықтың санитариялық-эпидемиологиялық саламаттылығы саласындағы мемлекеттік органдар, ғылыми және жобалау ұйымдары, экологиялық және салалық қауымдастықтар кірді.

Анықтамалықты әзірлеудің бірінші кезеңінде кешенді технологиялық аудит (КТА) - өндірісті басқарудың тиімділігін, қолданылатын автоматтандыру құралдарын, технологиялық мүмкіндіктерді талдауды және кәсіпорындардың қоршаған ортаға әсер ету дәрежесін анықтауға мүмкіндік берген қара металды одан әрі өңдеу бұйымдарының өндірісі жөніндегі кәсіпорындардың ағымдағы жай-күйін сараптамалық бағалау жүргізілді.

Қара металдарды одан әрі өңдеу бұйымдарының өндірісі жөніндегі кәсіпорындарда іске асырылған технологиялардың ең үздік қолжетімді техникалар (ЕҚТ) қағидаттарына сәйкестігін бағалау Ұйымдардың технологиялық процестеріне ең үздік қолжетімді технологиялар қағидаттарына сәйкестігіне сараптамалық бағалау жүргізу әдістемесіне сәйкес орындалды.

Сараптамалық бағалаудың мақсаты қара металды одан әрі өңдеу бұйымдарының өндірісі жөніндегі кәсіпорындардың қазіргі технологиялық жай-күйін айқындау және оларды ЕҚТ параметрлеріне сәйкес бағалау болып табылады.

ЕҚТ өлшемшарттарына сәйкестігін бағалау Еуропалық парламенттің және ЕО Кеңесінің 2010/75/ЕО "Өнеркәсіптік шығарындылар және/немесе төгінділер туралы (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы)" директивасына, сондай-ақ осы анықтамалықтың 2-бөлімінде көрсетілген ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасына сәйкес белгіленді.

Жалпы металлургия саласындағы, салада қолданылатын технологиялар, жабдықтар, ластағыш заттардың шығарындылары мен төгінділері, өндірістік қалдықтардың түзілуі, қоршаған ортаға әсер етудің басқа да факторлары, әдебиет деректерін пайдалана отырып энергия және ресурстарды тұтыну, нормативтік құжаттама мен экологиялық есептерді зерделеу туралы ақпаратқа талдау және жүйелеу жүргізілді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеген кезде ЕҚТ енгізудің еуропалық тәсілдері зерттелді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың құрылымы жүргізілген КТА және Қазақстан Республикасындағы металлургия өнеркәсібі жөніндегі саланың құрылымдық ерекшеліктерін талдау нәтижелері бойынша, сондай-ақ үздік әлемдік тәжірибеге бағдарлана отырып әзірленген.

Перспективалы технологияларға тек отандық әзірлемелер ғана емес, сондай-ақ практикада қолданылатын, бірақ Қазақстан Республикасындағы кәсіпорындарда енгізілмеген озық технологиялар да жатқызылған.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты дайындау қорытындысы бойынша осы анықтамалықпен әрі қарай жұмыс істеуге және ЕҚТ енгізуге қатысты мынадай ұсынымдар тұжырымдалды:

кәсіпорындарға қоршаған ортаға ластағыш заттар эмиссияларының, әсіресе маркерлік эмиссиялардың деңгейлері, шикізат пен энергия ресурстарын тұтыну, сондай-ақ негізгі және табиғат қорғау жабдықтарын жаңғыртуды жүргізу, ЕҚТ енгізудің экономикалық аспектілері туралы мәліметтерді жинауды, жүйелеуді және сақтауды жүзеге асыру ұсынылады;

технологиялық объектілерді жобалау, пайдалану, реконструкциялау, жаңғырту кезінде қоршаған ортаға әсер етудің физикалық факторларына мониторинг жүргізуге, бақылауға және азайтуға назар аудару қажет;

технологиялық және табиғатты қорғау жабдығын жаңғырту кезінде жаңа технологияларды, жабдықтарды, материалдарды таңдаудың басым өлшемшарттары ретінде энергия тиімділігін арттыруды, ресурс үнемдеуді, өндіріс объектілерінің қоршаған ортаға теріс әсерін азайтуды пайдалану керек.

9. Библиография

1. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Ferrous Metals Processing Industry.

2. Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production.

3. Best Available Techniques Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries.

4. Best Available Techniques Reference Document for the Management of Waste from Extractive Industries.

5. Industrial Emissions Directive 2010/75/EUIntegrated Pollution Prevention and Control/2010/75/EC "Өнеркәсіптік шығарындылар және/немесе төгінділер туралы (ластанулардың кешенді алдын алу және бақылау туралы)" Еуропа Парламентінің және ЕО кеңесінің директивасы.

6. ИТС 27–2021 "Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі" ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалығы.

7. Ф. С. Дубинский, Илемдеу және созу процестерінің технологиясы: оқу құралы/Ф. С. Дубинский, В. И. Крайнов, Б. В. Баричко – Челябинск: ЮУрГУ баспа орталығы, 2007. – 148 б.

8. Б. В. Баричко, Престеу процестерінің технологиясы: оқу құралы/Б. В. Баричко, Я. И. Космацкий, К. Ю. Панова. – Челябинск: ЮУрГУ баспа орталығы, 2011. – 70 б.

9. Б. В. Баричко, МҚӨ технологиялық процестерінің негізі: оқу құралы/Б. В. Баричко, Ф. С. Дубинский, В. И. Крайнов. – Челябинск: ЮУрГУ баспа орталығы, 2008. – 131 б.

10. Е.П. Большина, Металлургиялық өндіріс экологиясы, Новотроицк, 2012.

12. "2021 жылғы 1 қаңтардағы жағдай бойынша қоршаған ортаға ластағыш заттардың жиынтық шығарындылары бойынша ең ірі I санаттағы елу объектінің тізбесін бекіту туралы" №187 от 1/04/2022 ж. ҚР Үкіметінің қаулысы.

13. 4-параграф. "Қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемақы", ҚР Салық кодексінің "Бюджетке төленетін төлемдер" 69-тарауы, 18-бөлімі, 576-бап.

14. 328-бап. "Қоршаған ортаға рұқсат етілген антропогендік әсер ету нормативтерін бұзу", ҚР Әкімшілік құқық бұзушылық туралы кодексі.

15. Металлургиялық технологиялар, Ю.Н. Симонов, С.А. Белова, М.Ю. Симонов, Пермь, ПНИПУ баспасы 2012, 277-б.

16. Дереккөз:https://studref.com/688925/tehnika/pechi_prokatnyh_tsehov.

17. Дереккөз: https://metallurgist.pro/metodicheskaya-pech.

18. Дереккөз: https://bank.nauchniestati.ru/primery/otchyot-po-praktike-na-temu-holodnaya-prokatka-metalla-imwp/.

19. Дереккөз: http://metallopraktik.ru/novosti/travlenie-metalla/.

20. Дереккөз: http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-179-prokat-metalla/141.htm.

21. Дереккөз: М.А Беняковский, Д.Л. Гринберг "Мырышталған табақ өндірісі", Москва, 1973 ж.

22. И. О. Мальцев, Өндірісте сақиналы жылыту пештерін пайдалану/И. О. Мальцев, В. Н. Некрасова — Текст: тікелей//Жас ғалымдардың зерттеулері: VIII Халықаралық ғылыми конференцияның материалдары (Қазан қ., наурыз 2020 ж.). — Қазан: Жас ғалым, 2020. 7-9-б. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/363/15681/ (пайдаланылған күні: 20.02.2023).

23. "Өндірістік экологиялық бақылауды жүргізу кезінде қоршаған ортаға эмиссиялар мониторингінің автоматтандырылған жүйесін жүргізу қағидаларын бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Экология, геология және табиғи ресурстар министрінің 2021 жылғы 22 маусымдағы № 208 бұйрығы, URL қолжетімділік режимі: https://adilet.zan.kz/rus/docs/V2100023659.

24. Селективті каталитикалық тотықсыздандыру жүйесі (СКТ). URL қолжетімділік режимі: https://ekokataliz.ru/baza-znaniy/ochistka-gazovyih-vyibrosov-promyishlennyih-predpriyatiy/sistema-selektivnogo-kataliticheskogo-vosstanovleniya-skv-2/.

25. Селективті каталитикалық емес тотықсыздандыру жүйесі (СКЕТ). URL қолжетімділік режимі: https://studref.com/521750/ekologiya/metod_selektivnogo_nekataliticheskogo_vosstanovleniya_snkv.

26. "Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру туралы" Қазақстан Республикасының 2012 жылғы 13 қаңтардағы № 541-IV Заңы – Нұр-Сұлтан -2012. – 24-б.

27. Д.О.Скобелев, М.В. Степанова, Энергетикалық менеджмент: 2020 Өнеркәсіптік кәсіпорындарға арналған энергияны басқару жөніндегі нұсқаулық. Москва: "Колорит" баспасы, 2020. 92-б.

28. ҚР СТ ISO 50001-2019: Энергетикалық менеджмент жүйелері. Талаптар және пайдалану жөніндегі нұсқаулық.

29. ISO 50001:2018 Energy management systems. Requirements with guidance for use, IDT.

30. А.В. Бурокова, Ю.А. Рахманов, Металл өнімдерді термоөңдейтін пештердің газдарының жылуын рекуперациялау мәселесі/ИТМО ҒЗИ ғылыми журналы. "Экономика және экологиялық менеджмент" сериясы, №1, 2014.

Об утверждении справочника по наилучшим доступным техникам "Производство изделий дальнейшего передела черных металлов"

Справочникпо наилучшим доступным техникам"Производство изделий дальнейшего передела черных металлов"

Оглавление

Список схем/рисунков

Список таблиц

Глоссарий

Термины и определения

Химические элементы

Химические формулы

Единицы измерения

Предисловие

Область применения

Принципы применения

1. Общая информация

1.1. Структура и технологический уровень отрасли по производству изделий дальнейшего передела черных металлов.

1.2. Ресурсы и материалы

Таблица 1.1. Производство промышленной продукции в натуральном выражении

1.3. Производственные площадки

Таблица 1.2. Динамика производства продукции черной металлургии

Таблица 1.3. Технологические процессы и этапы

Таблица 1.4. Основные технологические показатели ПФ ТОО "KSP Steel"

Таблица 1.5. Основные технологические показатели ПФ ТОО "Кастинг" (Отчет КТА)

1.4. Потребление энергетических ресурсов

1.5. Основные экологические проблемы

1.5.1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

1.5.2. Сбросы загрязняющих веществ

1.5.3. Образование и управление отходами производства

1.5.4. Факторы физического воздействия

2. Методология определения наилучших доступных техник

2.1. Детерминация, принципы подбора НДТ

2.2. Критерии отнесения техник к НДТ

2.3. Экономические аспекты применения НДТ

2.3.1. Подходы к экономической оценке НДТ

2.3.2. Способы экономической оценки НДТ

2.3.3. Соотношение затрат и ключевых показателей предприятия

Таблица 2.1. Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды

2.3.4. Прирост себестоимости на единицу продукции

Таблица 2.2. Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества

2.3.6. Платежи и штрафы за негативное воздействие на окружающую среду

2.3.7. Расчет на установке

3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

3.1. Производство горячекатаного проката

Таблица 3.1. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов и воды при горячекатаном производстве

3.1.1. Производство сортового проката

3.1.1.1. Прием и складирование заготовки

3.1.1.2. Нагрев заготовки

Таблица 3.2. Маркерные вещества и их концентрация

3.1.1.3. Прокатка заготовки на сортопрокатном стане (арматура, круг, уголок, швеллер, полоса, стержни мелющие, шары мелющие и т.д.)

3.1.1.4. Охлаждение, термоупрочнение проката

3.1.1.5. Порезка, упаковка, отгрузка

Таблица 3.3. Маркерные вещества и их концентрация

3.1.2. Производство плоского горячекатаного проката (товар – листы, рулоны, подкат для дальнейшего передела)

3.1.2.1. Предварительная подготовка заготовки (слябов)

3.1.2.2. Нагрев слябов в методических печах

3.1.2.3. Прокатка из слябов горячекатаных полос

3.1.2.4. Финишная обработка горячекатаного листа

Таблица 3.4. Производство горячекатаного проката

3.1.2.5. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду при горячекатаном прокате

3.2. Производство холоднокатаного проката (холоднокатаный прокат, конструкция, кровля, подкат)

Таблица 3.5. Текущие объемы потребления энергетических ресурсов и воды при холоднокатаном производстве

3.2.1. Травление горячекатаной полосы

Таблица 3.6. Маркерные вещества и их концентрация

3.2.2. Холодная прокатка травленых горячекатаных рулонов для производства холоднокатаной продукции, для продукции с покрытием

Таблица 3.7. Маркерные вещества и их концентрация

3.2.3. Отжиг металла в колпаковых печах (КП)

Таблица 3.8. Маркерные вещества и их концентрация

3.2.4. Отжиг металла в агрегатах непрерывного отжига (АНО)

3.2.5. Дрессировка металла

Таблица 3.9. Расход материалов на производство холоднокатаного проката

3.2.6. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду от холоднокатаного проката

Таблица 3.10. Состав характерных загрязняющих веществ при производстве холоднокатаного плоского проката

3.3. Производство жести

Таблица 3.11. Расход материалов на производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)

3.3.1. Холодная прокатка травленых горячекатаных рулонов для производства жести, производства продукции с покрытием

3.3.2. Электролитическая очистка рулонов

3.3.3. Отжиг рулонов в агрегатах непрерывного отжига (АНО) и колпаковых печах (КП)

3.3.4. Дрессировка рулонов

3.3.5. Подготовка рулонов жести к лужению. Производство черной жести

3.3.6. Электролитическое лужение

3.3.7. Отделка, порезка, упаковка рулонов и пачек листов жести

Справочник
по наилучшим доступным техникам
"Производство изделий дальнейшего передела черных металлов"

5.2.2.4. Восстановление смешанной кислоты (HNO₃ и HF) ионным обменом