Способы внедоменной десульфурации и дефосфорации чугуна

1. Провести литературный обзор за последние 10 лет по теме «Способы внедоменной десульфурации и дефосфорации чугуна» в соответствии со следующим планом.
2. Обессеривание чугуна содой
3. Обессеривание чугуна известью
4. Обессеривание чугуна магнием
5. Дефосфорация и обескремнивание чугуна

ВВЕДЕНИЕ

Внедоменная обработка предусматривает десульфурацию, дефосфорацию, обескремнивание и обезуглероживание жидкого доменного чугуна, направляемого в сталеплавильные агрегаты.

Технология доменной плавки позволяет выплавлять чугун с содержанием серы 0,020-0,040%. При этом основность шлака поддерживается на уровне 1,20-1,28. В доменной печи возможно выплавлять чугун при основности шлака 0,85-1,0, что снижает затраты, но при этом содержание серы в чугуне повышается до 0,15-0,20%.

Так, в опытной плавке на кислых шлаках, проведенной на комбинате «Криворожсталь», основность шлака была понижена с 1,27 до 1,04. При этом выход шлака уменьшился на 26,4%, расход кокса - на 11,2, расход флюса - на 40,4%. Производительность печи возросла на 26,1%. Однако при этом содержание серы в чугуне возросло до 0,131-0,165 %.

Затраты на внедоменное обессеривание чугуна при разработке эффективных способов борьбы с серой вне доменной печи могут быть ниже затрат на обессеривание чугуна в доменной печи.

Необходимость внедоменного обессеривания в условиях металлургических заводов Украины возникает также и при вводе в шихту доменной печи агломерата и окатышей, произведенных из глубоко обогащенного концентрата с содержанием железа 66-67% в связи с тем, что при повышении содержания железа относительный выход шлака уменьшается до 330 кг на 1 т чугуна.

При выплавке чугуна на кислых шлаках внедоменная десульфурация становится обязательным звеном производства, тогда как при плавке на обычных шлаках она применяется лишь эпизодически в случае получения некондиционного чугуна. В конце прошлого столетия на ряде заводов Донбасса вне-доменному обессериванию систематически подвергали и кондиционный по содержанию серы чугун, добиваясь снижения серы в нем на 45-55%, что позволяло значительно улучшить качество чугуна и снизить стоимость его передела в сталь.

Для внедоменного обессеривания чугуна предложено несколько десуль-фураторов, устройств, конструкций и способов введения десульфураторов в чугун.

1. Обессеривание чугуна содой

Сода Na2CO3 - активное обессеривающее вещество, благодаря чему присадка ее к чугуну осуществляется наиболее простыми методами, чаще всего подачей на желоб или в ковш во время выпуска чугуна из доменной печи. При соприкосновении с жидким чугуном сода плавится, образуя на поверхности металла слой активного по отношению к сере шлака. При плавлении соды часть ее разлагается по реакции:

Na2CО3 = Na2О + CО2.

Количество разложившейся соды зависит от ее температуры и условий перемешивания соды с металлом. Оксид натрия взаимодействует с сульфидом железа по реакции:

Na2O + FeS=Na2S + FeO.

Железо из образовавшейся закиси железа восстанавливается растворенным в чугуне углеродом:

FeO + С = Fe + CO.

Эта реакция предупреждает развитие реакции восстановления железа растворенным в чугуне кремнием с образованием оксида кремния

2FeO + Si = 2Fe + SiO2,

который может активно взаимодействовать с оксидом и карбонатом натрия, образуя при этом силикат натрия и снижая обессеривающую способность соды:

Na2CO3 + SiO2 = Na2SiО3 + СО2.

По этой же причине недопустимо попадание печного шлака в ковш, где идет обессеривание чугуна содой.

В присутствии железа может идти и восстановление натрия из соды. Большая часть металлического натрия не успевает прореагировать с серой и, превращаясь в пар, сгорает над поверхностью чугуна, образуя ослепительное желтое пламя. Образующийся при обессеривании сульфид натрия частично улетучивается с газами, а частично переходит в шлак.

При обессеривании чугуна содой нельзя допускать длительного контак-та содового шлака с чугуном в ковше - содовый шлак активно взаимодействует с футеровкой ковша, разрушая ее. Повышение же концентрации SiO2 в шлаке над чугуном может вызвать обратный процесс перехода серы из шлака в чугун. Этому способствует также понижение температуры шлака и чугуна при остывании в ковше.