Дослідження графітмісткого пилу металургійних заводів

В.А. КРАВЕЦЬ*(д-ртехн.наук, доц.), В.А. ТЕМНОХУД**(канд.техн.наук, доц.), Ю.В. НАСАНОВА*
*Донбаська національна академія будівництва та архітектури, Макіївка,
**Донецький національний технічний університет, Донецьк

УДК 669.162.252

При переливах чавуну в доменних та сталеплавильних цехах, десульфурації чавуну та в ході деяких інших технологічних процесів виділяється графітвмісний пил, який може бути цінною сировиною для отримання матеріалів, що використовуються в авіаційній, космічній та електротехнічній промисловості. У зв'язку з цим проведено дослідження властивостей цього пилу та складу включень.

Ключові слова: чавун, крапельки металу, графіт, пил, бурий дим, гетерогенні включення, спектральний аналіз, експериментальне дослідження.

Проблема та постановка задачі

При переливах розплаву чавуну виділяється значна кількість пилу – близько 0,05 % від маси металу, що переливається. Пил, що виділяється, забруднює навколишнє середовище і погіршує санітарний стан робочих місць.

Переливи чавуну є необхідною ланкою технології у чорній металургії. Кожна порція металу на шляху від домни до сталеплавильного агрегату переливається 4 рази: при випуску чавуну з доменної печі, при заливці в міксер, при зливі з міксера і заливки в конвертер або мартен. При використанні міксерних чавуновозів кількість переливів скорочується до 3, але в Україні така технологія застосовується лише на Алчевському металургійному комбінаті.

Пил, що виділяється, складається з двох основних компонентів: на 10-20% з великодисперсного графітного пилу, який легко вловити звичайними циклонами, і на 75-85% з дрібнодисперсного бурого диму.

Графітна спель виділяється з вільного графіту, що утворюється в об'ємі металу з розчиненого вуглецю при охолодженні чавуну, внаслідок зниження розчинності вуглецю в розплаві. Частинки графіту мають плоску форму і складаються з гексагональних пластин, що зрослися.

Частка графіту становить зазвичай близько 30% від маси великодисперсної фракції, що уловлюється циклонами. Графіт є цінним компонентом, який широко застосовується у промисловості. Нині графіт або видобувають із графітової руди, або одержують при піролізі кам'яного вугілля. Обидва методи економічно дорогі та екологічно шкідливі.

Тим часом, ресурси графітової сировини в чорної металургії України такі, що при збиранні та утилізації всіх відходів, що містять графіт, можна повністю забезпечити потреби, як України, так і Росії. У країнах СНД наразі накопичено понад 4,0 млн. т металографічних відходів, що містять графіт, на 80% складаються з відходів міксерних відділень і відділень десульфурації. У зв'язку з цим практичний інтерес представляє питання про властивості графітсодержащей пилу, методи її збагачення та утилізації.

Методика та результати досліджень

Досліджувався графітвмісний пил, уловлений циклоном у міксерному відділенні ККЦ МК «Азовсталь». Металеві частинки, присутні у великодисперсній фракції у вигляді механічної домішки, були відокремлені магнітом. Ситовий склад графітної стигли після відділення бризок металу наведено в табл. 1. З табл.1 видно, що пластини графітної стигли зосереджені у великих фракціях і повністю відсутні у фракціях менше 63 мкм.

Таблиця 1

На рис.1 показана частка стигли, знята з ребра. Видно, що частка складається з кількох шарів кристалічного графіту, між якими є вкраплення металу. Товщина окремих шарів графіту становить 0,6-0,8 мкм, край пластини розщеплений. Оцінка щільності розподілу вкраплень заліза показала, що вони густіше розташовані у місцях нерівностей рельєфу лежить на поверхні пластин (пори, щілини, виступи з кінця кристалів тощо.).

Малюнок 1– Вигляд із ребра частинки графітної заспівали. РЕМ. Контраст у відбитих електронах. Збільшення: х1500 разів. Горизонтальний розмір зображення відповідає розміру 90 мкм.

Включення до структури графіту досліджувалися за допомогою електронного мікроскопа. На рис.2 та рис.3 показані фотографії включень на поверхні графітової пластини. Прямокутниками на фотографії виділено ділянки, де було виконано спектральний аналіз включень. У табл.2 та 3 наведені результати спектрального аналізу.

Малюнок 2

Малюнок 3

Таблиця 2- Зміст елементів, % за кількістю атомів (рис.2).

Таблиця 3- Зміст елементів, % за кількістю атомів (рис.3).

Як видно з фотографій, включення на поверхні графіту належать до двох основних типів:

• більшість включень мають сферичну форму, порівняно гладку поверхню і складаються із заліза (понад 55%), кисню та вуглецю, на фотографіях ці частинки мають білий колір;
• менша частина включень мають сферичну форму з поверхнею, покритою звивинами і мають у своєму складі значну кількість кремнію та марганцю, на фотографіях вони мають темніший колір.

Спектральний аналіз ділянок, що не мають видимих ​​включень, показав, що вони складаються з вуглецю (52-82%) з домішкою заліза та кисню. Темніші частинки, покриті звивинами, ймовірно, утворюються в результаті взаємодії з пластинками графіту крапель розплавленого шлаку. Більш детально було розглянуто відносно гладкі сферичні включення. Отримано залежність відсоткового вмісту вуглецю та заліза від діаметра гладких сферичних включень, яка представлена ​​на рис. 4 та 5.

Малюнок 4

Малюнок 5

Як видно із рис. 4 і 5, зі збільшенням діаметра включень зростає частка заліза і падає частка вуглецю, при цьому частки більші за 10 мкм мають приблизно однаковий склад.

Висновки

На підставі виконаних досліджень можна зробити такі висновки та припущення.

Графітний пил являють собою плоскі частинки, що складаються з пластин кристалічного графіту характерної гексагональної форми. На поверхні графітових пластин є включення сферичної форми, до складу яких входять залізо, кисень та вуглець.

Основна маса включень є гладкими сферичними частинками, що мають на фотографіях білий колір. Основним компонентом цих частинок є залізо. Можна припустити, що ці частинки утворюються в результаті конденсації на поверхні пластин графітових парів заліза. У місці контакту з графітовою основою цих частинок утворюються сполуки типу карбіду заліза, а місці контакту з атмосферою – оксиди заліза. При цьому частка вуглецю тим вища, що більша питома поверхня контакту з поверхнею графіту, чим пояснюється залежність хімічного складу від розміру включення.

Частина включень є темними сферичними частинками з поверхнею, покритою звивинами. Високий вміст у таких включеннях кремнію та марганцю дозволяє припустити, що це краплі шлаку.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

• 1 . Кравець В.А. Придушення бурого диму при переливах чавуну: монографія/В.А. Кравець. - Донецьк: УкрНТЕК, 2002. - 186с.
• 2 . Екологічні аспекти технічного переозброєння ВАТ «Алчевський металургійний комбінат»/А.С.Хобта, Н.А.Антонов, Є.К.Миколаєва, В.В. Рогулін // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. - 2008. - №81. - С.109-113.
• 3 . Термографеніт із дисперсних залізографітових відходів металургії / Ю.П.Пустовалов, В.А.Маслов, І.В.Сагіров, Н.Х.Соляник // Вісник Приазовського державного технічного університету. - 2005. - Вип. №15. - С. 213-216.
• 4 . Трофімова Л.А. Розробка технології високотемпературної переробки дисперсних залізографітових відходів металургійного виробництва: автореферат дис. на здобуття ступеня к.т.н. 05.16.02. "Металургія чорних металів" / Л.А. Трофімова; ПДТУ. - Маріуполь, 2007. - 22 с.
• 5 . Дослідження графітовмісного пилу ливарного двору доменної печі №4 металургійного комбінату ім. Ілліча та розробка методів її збагачення / В.А. Кравець, І.Ю.Мотрошилов, А.Г.Горохов та ін. // Вісник Донбасської національної академії будівництва та архітектури. - 2007. - Віп. 2(64). - С. 42-47.

Ми пропонуємо широкий асортимент штучного графіту, відвантаження будь-яких обсягів. Графіт штучний подрібнений від компанії «ГрафітСервіс» відповідає світовим стандартам та має відповідні сертифікати.

Графіт штучний подрібненийзастосовується у металургії як науглероживателя чавуну та сталі, при виготовленні вуглеграфітових матеріалів та виробів та наповнювача для графітопластів. Графіт штучний виготовлений з відходів електродного та металургійного виробництв (бій, недогарки електродів, доменних, подових та бічних блоків, фасонних виробів) відповідно до вимог технічних умов щодо фракційного та хімічного складу.

• «Графіт штучний подрібнений»

ТУ 1916-109-71-2000
Марка А, марка Б.

• «Графіт подрібнений»

ТУ 48-20-54-84
Вищий та перший сорт.

• Графіт штучний зернистий

ТУ 48-4805-101-91

• Графітовий порошок - властивості та види

ГОСТ 23463-79
Графіт порошковий особливої ​​чистоти.

Призначений для використання як основа при спектральному аналізі. Разом із KNO3 при нагріванні дає спалах. Компанія «ГрафітСервіс» готова поставити графітовий порошок у будь-яких обсягах за короткий термін.

Графітовий порошок – дрібно подрібнені та модифіковані частинки вуглецю. Колір графітового порошку сіро-чорний із характерним блиском металу. Фізичні властивості залежить від якості графіту, з якого виготовлений графітовий порошок.

• Добре проводить тепло,
• Має високу електропровідність,
• Графіт має магнетичні властивості,
• Температура плавлення та кипіння - близько 3500 С, відповідно, стійкість до високих температур

Графітовий порошок роблять за допомогою механічного подрібнення графіту. Якщо графітовий порошок виготовляється з коксового матеріалу, сировину отримують за допомогою реакцій нагрівання та розкладання.

Графітовий порошок повинен відповідати низці вимог:

1. Концентрація вуглецю у графітовому порошку має бути на високому рівні;
2. Сторонніх домішок мало бути;
3. Розмір зерен у графітовому порошку може коливатися від 0,1 мм до 5 мм;
4. Рівень плинності також має бути на високому рівні.

Область застосування графітового порошку

Дихання – науково підтверджений факт. При частому впливі дихання стає утрудненим, розвивається найбільш поширене захворювання – силікоз. Воно є небезпечним і своїми ускладненнями, які можуть спровокувати туберкульозний процес, викликати емфізему легень або бронхіт. Це захворювання відноситься до розряду професійних. Найчастіше йому схильні робітники машинобудівної, металургійної, форфорфаянсової промисловості.

Графітовий пил небезпечний через свій хімічний склад. Вуглецевий пил складається в основному з діоксиду кремнію. Саме вплив цього компонента такий небезпечний. Аналогічне силікозу за симптомами інше захворювання – антракоз. Ця хвороба виникає у разі, коли в легенях накопичилося багато пилу (вугільного або графітового).

А ось пиловий бронхіт характеризується патологією легень, спричиненою ураженням бронхіол. Захворювання також вважається професійним і виникає внаслідок активної дії графітового пилу на організм протягом тривалого часу. За початковими симптомами дуже схоже із звичайним бронхітом. На останніх стадіях розвитку хвороби відбувається більше подразнення органів дихання, ніж при звичайному .

Графітовий пил негативно позначається і на шкірі, викликаючи свербіж та подразнення. Осідаючи на обличчі та руках, дрібні графітові порошинки сушать шкіру, провокують відмирання клітин. Процес старіння шкірного покриву відбувається набагато швидше. Якщо не користуватися спеціальними кремами та маслами, людина на кілька років старіша за свій вік. Робітники, професія яких безпосередньо пов'язана з впливом графітового пилу, обов'язково після трудового дня повинні приймати душ.

Методи боротьби

Якщо зі звичайним пилом будинку можна боротися частою прибиранням, то на запорошених виробництвах справа куди гірша. Щоб графітовий пил для людини був менш небезпечним, над верстатами встановлюються витяжки. Вони знижують кількість пилу повітря. Крім того, робітник повинен мати індивідуальні засоби захисту, серед яких найпоширенішим є респіратор. Ці прості методи захисту знижують ризик виникнення професійних захворювань у кілька разів. Якщо ігнорувати їх, через 10 років вони дадуть себе знати. Щоденний душ очистить шкіру та її пори від дрібних частинок пилу, зніме свербіж та роздратування.

Людина, яка тісно працює з графітом та іншими речовинами, що мають у своєму складі графіт, мінімум три рази на рік повинна проходити обстеження у лікаря. Це необхідно

Серед несприятливих виробничих чинників особливе місце посідає пил. Графітовий пил вважається одним із найнебезпечніших за рівнем свого на органи дихання.

Хвороби, спричинені графітовим пилом

Шкода графітового пилу органів дихання – науково підтверджений факт. При частому впливі дихання стає утрудненим, розвивається найбільш поширене захворювання – силікоз. Воно є небезпечним і своїми ускладненнями, які можуть спровокувати туберкульозний процес, викликати емфізему легень або бронхіт. Це захворювання відноситься до розряду професійних. Найчастіше йому схильні робітники машинобудівної, металургійної, форфорфаянсової промисловості.

Графітовий пил небезпечний через свій хімічний склад. Вуглецевий пил складається в основному з діоксиду кремнію. Саме вплив цього компонента такий небезпечний для легень. Аналогічне силікозу за симптомами інше захворювання – антракоз. Ця хвороба виникає у разі, коли в легенях накопичилося багато пилу (вугільного або графітового).

А ось пиловий бронхіт характеризується патологією легень, спричиненою ураженням бронхіол. Захворювання також вважається професійним і виникає внаслідок активної дії графітового пилу на організм протягом тривалого часу. По початковим симптомам дуже схоже із звичайним бронхітом. На останніх стадіях розвитку хвороби відбувається більше подразнення органів дихання, ніж при звичайному бронхіті.

Графітовий пил негативно позначається і на шкірі, викликаючи свербіж та подразнення. Осідаючи на обличчі та руках, дрібні графітові порошинки сушать шкіру, провокують відмирання клітин. Процес старіння шкірного покриву відбувається набагато швидше. Якщо не користуватися спеціальними кремами та маслами, людина виглядає на кілька років старішою за свій вік. Робітники, професія яких безпосередньо пов'язана з впливом графітового пилу, обов'язково після трудового дня повинні приймати душ.

Методи боротьби

Якщо зі звичайним пилом будинку можна боротися частою прибиранням, то на запорошених виробництвах справа куди гірша. Щоб графітовий пил для людини був менш небезпечним, над верстатами встановлюються витяжки. Вони знижують кількість пилу повітря. Крім того, робітник повинен мати індивідуальні засоби захисту, серед яких найпоширенішим є респіратор. Ці прості методи захисту знижують ризик виникнення професійних захворювань у кілька разів. Якщо ігнорувати їх, через 10 років вони дадуть себе знати. Щоденний душ очистить шкіру та її пори від дрібних частинок пилу, зніме свербіж та роздратування.

Людина, яка тісно працює з графітом та іншими речовинами, що мають у своєму складі графіт, мінімум три рази на рік повинна проходити обстеження у лікаря. Це потрібно робити, навіть якщо використовуються всі засоби захисту.

Все цікаве

Слід відразу ж зазначити, що остаточно і безповоротно перемогти пил неможливо. Значить, доведеться вчитися з нею уживатися, але зробити це не так легко, тому що особливо влітку вона за складом наближається до виробничої.

Дрібниці на зразок не протертого пилу можуть іноді приносити серйозний дискомфорт. Більшість господарок не люблять цей вид прибирання і регулярно протирають пил тільки на видимих ​​місцях, а там, де його не помітно, лише зрідка. Але якщо перетворити протирання пилу.

Навіть якщо ви щодня витираєте пил, все одно боротьба з пилом вважається нескінченним заняттям. Начебто вікна та двері щільно зачинені, але пил з'являється знову і знову. Розглянемо ефективніші методи позбавлення пилу. Інструкція 1Обов'язково…

Алмазна пил завдяки своїм дивовижним фізико-хімічним властивостям знайшла широке застосування у багатьох галузях. Дехто навіть намагався використати її в медицині для боротьби з онкологічними захворюваннями. Проте серйозні дослідження у цій…

Звичайна пил складається з різних речовин неорганічного та органічного походження. Пилок рослин, волоски тварин, пліснява, волокна тканини та паперу – з усього цього складається домашній пил, який досить небезпечний для людського…

Бронхіт (запалення бронхів) може статися з різних причин. Найчастіше він виникає через вплив хвороботворних бактерій, вірусів. Але бронхіт може розвинутись також через вдихання токсичних речовин, алергенів – наприклад,…

Пил є невід'ємною частиною побуту, адже для неї не існує перешкод, і він заповнює кожен затишний куточок будинку, а після збирання з'являється знову і знову. Але, незважаючи на нескінченну боротьбу за чистоту, все ж таки треба регулярно позбавлятися від…

Незалежно від того, як часто ви прибираєте в будинку, ви не зможете повністю видалити пил із приміщення. Вона з'являється з багатьох причин. Домашні вихованці, вітер, пилок і забруднюючі речовини – ось лише деякі з них.
Склад та походження…

Пил Землі існував ще задовго до появи людини. Не існує способу остаточно позбутися її, оскільки пил утворюється постійно, і цей процес триває протягом мільйонів років. На думку вчених, лише 30% загальної її маси…

Чим чистіше навколишнє повітря, тим здоровіший організм. Але в сучасному індустріально розвивається залишається все менше екологічно чистих місць. І людський організм все більше стають схильними до впливу забрудненого середовища. Одним із таких…

Графітове мастило своїм складом нагадує солідол, але містить певну кількість графіту. Вона виготовляється методом згущення мінеральних олій та рослинних жирів з кальцієвим милом та графітом. Зовні виглядає як однорідна субстанція.

Екологія сучасних міст з кожним роком стає дедалі гіршою. Викиди в атмосферу токсичних речовин не контролюються спеціальними службами і людині мимоволі доводиться вдихати всі шкідливі речовини, що містяться в атмосфері. І навіть звичайний пил…

Опис

Продукт цього різновиду являє собою дрібнодисперсійну суміш, яка виходить шляхом подрібнення сировинного матеріалу за допомогою верстатів, що меліють. Він постачається у партіях, які визначається за вагою (кг). Частинки у цій суміші мають сіро-чорний відтінок кольору та мають форму у вигляді пластівців.

Графіт - це мінерал, що належить до класу самородних елементів. Він є алотропною версією модифікованого вуглецю. Він добре проводить електричний струм, має відносно низьку густину. Це дуже потрібний ресурс, що використовується в сучасній металургії.

Графітовий порошок – це сучасний виріб порошкової металургії. Він проводиться з урахуванням усіх встановлених норм та стандартів якості, за ГОСТом. У ролі сировинних матеріалів використовують високоякісні ресурси. Для того, щоб продукт підходив для тих чи інших цілей використання, було розроблено кілька марок речовини:

• ДІІ-Б

Щоб дізнатися скільки коштує графітовий порошок тієї чи іншої марки, або уточнити ціну всієї партії, зв'яжіться з нашими фахівцями прямо зараз.

Свою популярність цей товар набув відносно недавно. Він має властивості, завдяки яким може використовуватися у багатьох сучасних сферах. До характерних особливостей цього виробу можна віднести такі показники:

• Висока температура плавлення та кипіння
• Добре піддається механічній обробці
• Розчиняється у високотемпературних сплавах металів.
• Універсальність використання
• Низька вартість

Застосування порошку з графіту

Як і було зазначено вище, цей продукт задіюється у багатьох цілях. Він використовується для виготовлення олівців, створення спеціальних сплавів та марок сталей. застосовується для створення цілого ряду високоміцних виробів, що застосовуються для створення трубопровідних систем, запірно-регулюючої арматури та інших виробів, для ефективної експлуатації яких необхідні підвищена міцність, довговічність та опір корозійним впливам.