6.1.3 Реакції десульфурації чавуну

Для зниження вмісту S в чавуні слід прагнути до можливо найбільш повному з’єднанню сірки, що залишається в печі з Са, Mg і Mn, щоб сульфі да Fe було якомога менше.

В порядку убуття величини пружності дисоціації сульфіди розташовуються в наступному порядку: FeS, MnS, MgS, Na₂S , CaS. Тому всі елементи, сільфіди котрих розміщені в цьому рядку праворуч FeS будуть відбирати S у FeS за реакціями типу:

FeS + Mn→MnS + Fe + Q

Mg і Ca сильні десульфуратори, але за відсутністю їх в умовах доменної плавки знесірчення буде йти за рахунок вапна і магнезії, наприклад:

FeS + CaO →FeO + CaS + Q

Ця реакція є основною реакцією десульфурації, яка найбільш інтенсивно відбувається при проходженні крапель чавуну крізь шар шлаку.

6.1.4 Умови переходу сірки із чавуну до шлаку

Між випусками чавуну десульфурація тече в трьох характерних режимах: слабко, коли в горні мало шлаку; активно, коли в горні накопичується найбільша кількість ненасиченого сіркою шлаку і знову слабко, коли в горні, заповненому чавуном, накопичено шар шлаку, насиченого сіркою.

Ефективність знесірчення в доменній печі оцінюють коефіцієнтом розподілу сірки між шлаком (S) і чавуном [S] .

L_s =(S) / [S],

який звичайно коливається в межах від 30 до 100. Формою виразу балансу сірки в доменній печі може служити формула С.Т.Ростовцева:

[S] =

де [S] - кількість сірки в чавуні, %; S_зал - кількість сірки, що залишилася в печі, кг/100 кг чавуну; п – відносна кількість шлаку.

Із формули С.Т. Ростовцева слідує, що вміст S в чавуні залежить від кількості сірки, що залишилась в печі, коефіцієнта розподілу сірки і відносної кількості шлаку.

S_зал можна знизити перш за все, за рахунок зменшення витрати коксу (особливо сірчаного донецького). Це можливо в результаті застосування багатої шихти, високо нагрітого дуття, застосування низькосірчаних замінників коксу. Зниження вмісту S в коксі можливе при введенні в коксову шихту низькосірчанистого імпортного вугілля.

Коефіцієнт розподілу сірки L залежить від основності шлаку, вмісту в ньому FeO, температури і його властивостей.

Підвищення основності шлаку означає збільшення відносної кількості СаО, що утворює з сіркою найбільш міцне з’єднання CaS. L_s з підвищенням основності зростає до визначеної межі, обумовленої підвищенням в’язкості шлаку (див.рис. 5.7).

Зростання температури знижує в’язкість шлаку і збільшує L_s, тому вплив основності і температури розглядають комплексно. Одночасне підвищення основності і температури, як правило, веде до збільшення L_s, однак це веде до перевитрати тепла на процес.

Більш повне відновлення FeO є умовою більш повного переходу сірки в шлак, оскільки FeO легко реагує з CaS за реакцією:

FeO + CaS →CaO + FeS

Доменне виробництво України працює на основних шлаках. Введення розріджуючої добавки MgO позитивно впливає на рухомість шлаків і збільшує L_s.

Питання з теми для самостійного вивчення та осмислення

1. Вкажіть джерела потрапляння сірки в доменну піч.

2. Яким чином розподіляється сірка між продуктами доменної плавки?

3. В чому полягають особливості поведінки сірки в робочому просторі печі?

4.Які реакції десульфурації мають місце в доменній печі?

5.Які фактори впливають на перехід сірки в шлак?