ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распределение серы между шлаком и металлом по ходу плавки из "Металлургия стали " Основным процессом, позволяющим осуществить десульфурацию металла при производстве стали, является перевод серы из металла в шлак. Важнейшей характеристикой этого процесса является коэффициент распределения з=(5)/[5], который находится в сложной зависимости от температуры, состава металла и шлака. [c.237] Влияние температуры на коэффициент распределения серы может быть прямым и косвенным. Прямое влияние связано с тепловым эффектом процесса перехода серы из металла в шлак [5]- (5). [c.237] Этот процесс является экзотермическим, поэтому при постоянстве других условий чем выше температура, тем меньше (8), но это влияние незначительное, так как тепловой эффект процесса небольшой 42 кДж/ г-атом (- 10ООО кал/г-атом). [c.237] Содержание кремния и марганца в металле сушественно только в начале плавки, к тому же их влияние на активность серы в металле противоположно. Поэтому непосредственное влияние кремния и марганца металла на процесс десульфурации по ходу плавки практического значения не имеет. Их влияние на активность серы в металле и процесс десульфурации существенно только в период раскисления и легирования. [c.238] Влияние содержания углерода в металле на активность серы по ходу плавки очень существенно, так как его концентрация велика и степень влияния на /д максимальна. Так, в начале плавки обычно [С] =2,04-- 3,5%. Этому соответствует =0,25- 0,5 (см. [c.238] Влияние состава шлака на является решающим. [c.239] состоящий только из оксидов железа, обладает значительно большей серопоглотительной способностью. Коэффициент распределения серы между таким шлаком и металлом при температурах сталеплавильных процессов составляет 3—5, снижаясь при повышении температуры. В этих шлаках сера находится в виде 5 -, обслуживаемого катионом Ре +. Иначе говоря, сульфид железа является термически относительно устойчивым соединением, выгодно отличающимся, например, от фосфата железа, который при высоких температурах неустойчив. [c.239] Основной шлак обладает наибольшей серопоглотительной способностью. В нем сера может находиться как в виде простого аниона 5 (сульфидов), так и более сложного 50 (сульфатов). Для образования сульфатов наиболее благоприятными являются условия в начале плавки, когда температура ванны низкая, а содержание оксидов железа в шлаке высокое. В конце плавки ввиду высокой температуры и низкого содержания оксидов железа в шлаке сера в нем находится практически только в виде анионов 5 , обслуживаемых главным образом катионами Са +. [c.239] Во второй половине плавки, когда содержание оксидов железа нормальное (10—15%), коэффициент распределения серы главным образом зависит от концентрации СаО и Si02 в шлаке. Эта зависимость приведена на рис. 53. Данные рис. 53 хорошо согласуются с производственными данными, особенно при переделе маломарганцовистых чугунов. При переделе высокомарганцовистых чугунов значение Ls несколько выше, так как МпО, играя роль основного. оксида, одновременно ускоряет растворение извести и облегчает получение высокоосновного шлака. [c.240] Таким образом, одним из важнейших условий достижения высокого значения коэффициента распределения серы в период окислительного рафинирования является снижение содержания SiOz в шлаке, которое в период десульфурации металла в сталеплавильном агрегате не должно превышать 12—15%. Такие значения содержания Si02 в шлаке трудно получить без спуска его по ходу плавки. Поэтому в тех случаях, когда это возможно (например, в мартеновских печах), для улучшения десульфурации металла обязательно производят одно- или многократное удаление шлака по ходу плавки. [c.241] Как видно из последних зависимостей, чем больше ионная доля кислорода в шлаке N тем выше Lg Л о находится в прямой зависимости от молярной доли FeO. [c.242] Влияние MgO, согласно приведенным зависимостям, тоже положительное. Но MgO, кроме прямого положительного влияния (повышения концентрации анионов О ), оказывает отрицательное влияние, вызывая уменьшение растворения СаО, повышая вязкость и гетерогенность шлака. Поэтому чем меньше MgO в окислительном шлаке, тем лучше протекает десульфурация металла. [c.242] Десульфурация металла улучшается в присутствии фтористого кальция СаРг, который ускоряет растворение извести и получение высокоосновного гомогенного шлака. [c.242] Из формулы (157) вытекает, что L зависит от окисленности металла с уменьшением содержания кислорода в металле коэффициент распределения серы увеличивается, и наоборот. Это наблюдается и в производственной практике. Например, при раскислении металла всегда происходит уменьшение содержания серы в металле (обычно на 0,001—0,003%). В отличие от фосфора содержание серы в металле во время разливки стали или вовсе не изменяется, или возрастает на 0,001—0,002%. Поэтому если содержание серы в металле в конце окислительного рафинирования (перед раскислением) равно допустимому содержанию ее в готовой стали, то степень десульфурации металла можно считать достаточной. [c.242] Пока нет зависимостей, надежно описывающих влияние различных факторов на коэффициент распределения серы между шлаком и металлом. Имеющиеся многочисленные эмпирические формулы справедливы только для тех конкретных условий, для которых они получены. [c.243] Поэтому при расчетах обычно задаются величиной 3, исходя из практических данных применительно к тому или иному конкретному процессу. [c.243] Вернуться к основной статье