8. Объясните десульфурацию чугуна в дп, коэф распределения серы, факторы к-рые влияют на него.

В ДП S поступает в виде нескольких соединений. В руде и флюсе она находится в виде пирита (FeS2), иногда сульфатов (BaSO4, CaSO4), в агломератах в виде сульфида железа (FeS), а в офлюсованных агломератах – сульфида кальция (СаS). Поступающая в печь S распределяется между чугуном, шлаком и газом. Чугун может растворять до 0.9% серы. Согласно нормам содержание серы в чугуне не должно превышать 0.3-0.7%. Для понижения содержания серы в чугуне необходимо, чтобы возможно большая часть серы переходила в шлак и удалялась с колошниковым газом. В зависимости от условий плавки и вида выплавляемого чугуна с газами может уноситься 2-50% серы. Решающее влияние на унос серы с газами оказывает расход кокса. Повышение расхода вызывает повышение t в шахте и на колошнике печи и уменьшение поглощения серы шихтой. Поэтому меньше всего серы уноситься газом при выплавке передельного чугуна на офлюсованном агломерате (2-5%). При выплавке литейного чугуна унос серы возрастает (10-15%), а при выплавке ферросплавов достигает max величины (40-50%). В связи с непрерывным понижением расхода кокса в последнее время унос серы с газами уменьшается, увеличивая относительное кол-во серы, остающейся в печи.

В чугуне и шлаке сера может находиться в виде соединений FeS, MnS, CaS, MgS. FeS растворим в чугуне и в шлаке: при 1000-1500 С в чугуне растворяется 2.5% FeS. MnS хорошо растворяется в шлаке и не значительно в металле, оставаясь в нем в виде мельчайшей взвеси. CaS, MgS хорошо растворяются в шлаке и не растворяются в металле. Поэтому остающаяся в печи сера распределяется между чугуном и шлаком.

Для понижения содержания серы в чугуне необходимо стремиться к возможно более полному соединению серы, остающейся в печи, с Са, Mg, Mn, с тем чтобы FeS было возможно меньше.

Са, Mg явл более сильными десульфураторами, чем Mn. Однако в условиях ДП в свободном виде Са, Mg быть не может, поэтому р-ции десульфурации осуществляются за счет магнезии и извести.

Р-ция десульфурации известью: FeS+CaO=FeO+CaS+Q. Явл основной р-цией десульфурации, наиболее интенсивно протекающей при прохождении капель чугуна через слой шлака. Для перехода серы из чугуна в шлак необходимо: а) увеличение основности шлака; б) понижение в шлаке FeO; в) уменьшение в шлаке концентрации СаS.

Отношение содержания серы в шлаке и металле называется коэффициентом распределения серы: Ls=(S)/[S].

На этот коэф. имеет влияние такие факторы как: t, св-ва, основность, состав шлака и его кол-во. С увеличением t и основности Ls тоже увеличивается. Повышение основности увеличивает в шлаке относительное кол-во СаО, образующей с серой наиболее прочное соединение СаS, и таким образом вызывает повышение Ls. С увеличение FeО в шлаке уменьшает Ls. Когда увеличивается содержание MgО в шлаке, то он их разжижает и облегчает диффузию сульфидов в шлаке, улучшает десульфурацию чугуна в следствии и увеличивает Ls. Ls понижается из-за увеличения кол-ва шлака, т.к большое кол-во шлака затрудняет диффузию серы в нем и понижает его серопоглотительную способность и Ls.