122.Возможности производства малосернистого чугуна

Выплавка малосернистого чугуна. Производимый на метал. предприятиях металл должен иметь низкое содержание [S], особенно тонкий лист. Исходные сырьевые материалы и топлива имеют повышенное содержание серы. Из руд наиболее сернистыми являются магнетитовые (до 5%), из углей СНГ наиболее сернистыми являются угли Донецкого бассейна до 2-3%, а в РФ Карагандинские (1-2%). Малосернистые угли печорского и кузнецкого бассейнов (0,4-0,6%). Из руд малосернистые гематитовые. При подготовке руд к плавке сера в значительной степени удаляется при агломерации до 98%, окатывание до 70%.. Из сульфидов удаляется лучше, чем из сульфатов. Готовые агломерат и окатыши имеют содержание серы 0,02-0,05%. Из углей в процессе производства кокса сера удаляется плохо до 25% в коксовый газ. В готовом коксе из углей печорского и кузнецкого бассейнов составляет 0,4-0,5%. В связи с этим кокс является основным поставщиком серы в металлургическое производство. С коксом поступает до 80-90% всей серы.На предприятиях РФ серу удаляют в процессе выплавки чугуна в дп.Sк:S+O2=SO2 - на горизонте фурм в процессе работы на коксе без природного газа, при работе на природном газе:S+H2=H2S.Sг - унос серы с колошниковыми газами 0-5% при выплавке передельного чугуна, 10-20% при выплавке литейного чугуна, 40-50% при выплавке ФС или ФМн. Чем горячее доменная плавка, тем больше улетучивается серы. Сера поглощается компонентами шихты по реакции:SO2+CaO+3CO=CaS+3CO2;SO2+FeO+3CO=FeS+3CO2;H2S+CaO=CaS+H2O;H2S+FeO=FeS+H2O.Sшл: 1)[FeS]+(CaO)=(FeO)+(CaS) + 2)(FeO)+C=[Fe]+CO= [FeS]+(CaO)+C=[Fe]+(CaS)+СО - основная реакция десульфурации. Наряду с представленными реакциями частичное развитие получают и другие реакции: [FeS]+(MgO)=(FeO)+(MgS);MgO+C=MgS+Fe;Mg+FeS=MgS+Fe- магний может участвовать в десульфурации в условиях, когда парциальное давление парообразногоMg=0, он может частично восстанавливаться.Mgявляется активным десульфуратором. Такое участиеMgOиMgявляется причиной того, что введение магнезиальных добавок улучшает процесс десульф. металла. Улучшение происходит не смотря на то, чтоMgOявляется худшим десульф., чем СаО. Наряду с химическими действуют и уменьшение вязкости шлака при введении (MgO) до оптимального. ДействиеMgOзначительно уменьшается или исчезает, когда этот оксид поступает в виде шпинели:MgO*Al2O3. В таком видеMgOнаходится в рудах коршуновского и ковдорского месторождений. В качестве восстановителя выступает не только С, но иSiчугуна: 2[FeS]+2(CaO)+Si=[Fe]+2(CaS)+SiO2. Содержание [Si] уменьшается от горизонта фурм к чугунным леткам.Mnучаствует в различных реакциях десульфурации: обладает большим сродством к сере, чем железо: 2[FeS]+[Mn]=(MnS)+[Fe]; [FeS]+(MnO)=(MnS)+(FeO). НаличиеFeOв продуктах основных реакций означает благоприятное влияние увеличения восстановимости материалов к горизонту шлакообразования. Чем более восстановленные материалы, тем полнее переходит сера в шлак (создаются благоприятные термодинамические условия). Из реакции видно, что для повышения серопоглатительной способности шлака надо увеличить В. Участие реакции прямого восстановления в качестве составляющей реакции десульф. означает, что надо процесс обеспечивать теплом. Участие разных фаз в десульф. (чугуна и шлака) означает, что надо увеличить контактную поверхность. Для увеличения скорости процесса надо увеличить температуру.