Борьба с серой
ПОВЕДЕНИЕ СЕРЫ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
И БОРЬБА С СЕРОЙ
Сера — вредный элемент, понижающий качество металла. Она придает красноломкость стали при прокатке и повышает вязкость литейных чугунов, вследствие чего отливки получаются с раковинами.
В чугуне может раствориться до 0,9% S, тогда как в стали и литейном чугуне ее не должно быть больше сотых долей процента. Следует учитывать, что серу легче удалить из углеродистого продукта (чугуна), чем из стали. Поэтому особое внимание уделяют удалению серы в доменном производстве.
Значительное количество серы удаляется при агломерации руды. Основная масса серы вносится в доменную печь коксом в виде органических соединений и часть серы — агломератом и рудами в виде сернистого железа FeS, пирита FeS.,, барита CaSO, и гипса CaS04-nH?0.
Некоторое количество серы в виде паров переходит в газы (S02, H2S и др). По нашим данным, процесс улетучивания серы усиливается с увеличением температуры. При выплавке передельного чугуна с газами выносится 10—15% серы, литейного 15—20% и ферросплавов — до 40—50% серы.
Значительная часть серы остается в шихте в виде FeS и CaS. При этом FeS растворяется в чугуне. Для удаления серы из чугуна необходимо перевести ее в соединения, нерастворимые в чугуне, например в CaS. Поэтому необходим в печи жидкий и хорошо нагретый шлак повышенной основности, тогда протекает следующий процесс:
FeS + СаО = CaS + FeO;
FeO + С = Fe + CO.
В зависимости от состава шлака достигается определенный коэффициент распределения серы между шлаком и чугуном
На наших передовых заводах содержание серы в чугуне составляет 0,02—0,04%, т. е. достигнута высокая степень обессеривания чугуна в печи. Однако в тех случаях, когда применяют сернистый кокс и значение 2 S0CT составляет более 1%, получить малосернистый чугун затруднительно. При достижении определенных значений отношения СаО : Si02 обессеривающая способность шлаков, снижается, что связано с ухудшением текучести шлаков.
Если в шлак ввести MgO, то указанный перегиб кривых наступит при большей основности шлаков, а значения Ls будут большие.
Сера частично удаляется после выпуска чугуна в ковш, так как протекает реакцияFeS + Mn = MnS -2 Fe.
Кроме того, в некоторых случаях прибегают к внедоменному обессериванию чугуна различными реагентами, такими как сода (Na2C03), магний, порошкообразная известь и др. Внедоменное обессеривание чугуна позволяет удалить 50—95% серы, находящейся в чугуне, но требует дополнительных сооружений и затрат реагентов.