Kā kalcija silīcijs palīdz samazināt sēra saturu tēraudā?

Kalcija silīcija sakausējumiizmantot kalciju (Ca) un silīciju (Si) kā galvenos komponentus, un daži bārija un alumīnija elementi atbalsta to ļoti efektīvu desulfurizācijas funkciju:

 Sastāva diapazons:Ca 28%-35%, Si 55%-65%, piemaisījumi Al mazāks vai vienāds ar 2,0%, S mazāks vai vienāds ar 0,04%, P mazāks vai vienāds ar 0,04%;

 Fizikālās īpašības:Kušanas temperatūra 1250-1350 grādi, blīvums 2,5-2,8 g/cm³, gabaliņu (5-30 mm) vai granulu (1-10 mm) veidā, ar spēcīgu ķīmisko aktivitāti augstās temperatūrās;

 Galvenās priekšrocības:Kalcija atsērošanas spēja ievērojami pārsniedz mangāna un dzelzs spējas, savukārt silīcija deoksidējošais efekts optimizē atsērošanas vidi, panākot sinerģisku "desulfurizācijas + deoksidācijas" efektu.

(1) Kalcija-ķīmiskā reakcija ar sēru: sēra atdalīšanas pamats

Galvenā reakcija:Ca + S → CaS, radītā CaS kušanas temperatūra ir 2450 grādi un šķīdība ir tikai 0,0002% (kausētā tēraudā), padarot to gandrīz nešķīstošu kausētā tēraudā;

Sinerģiska reakcija:Silīcijs reaģē ar FeO kausētā tēraudā (Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe), samazinot skābekļa saturu izkausētajā tēraudā un novēršot grūti --atdalāmu sulfātu (piemēram, CaSO₄) veidošanos ar skābekli un sēru, tādējādi radot reducējošu vidi sēra kalcija reakcijai-;

Termodinamiskās priekšrocības:Kalcija elektrodu potenciāls ir daudz zemāks nekā sēram, nodrošinot, ka kalcijs galvenokārt savienojas ar sēru, padarot desulfurizācijas reakciju neatgriezenisku.

(2) CaS flotācija un atdalīšana: galvenais solis atsērošanas procesā

Blīvuma atšķirības ietekmējošie faktori:CaS ir daudz mazāks blīvums nekā kausētam tēraudam, un tam dabiski ir tendence peldēt;

Uzlabojošie atdalīšanas faktori:Izkausētā tērauda maisīšana paātrina CaS daļiņu agregāciju, palielinot flotācijas ātrumu 2-3 reizes;

Sārņu adsorbcija:Pēc uzpeldēšanas uz izkausēta tērauda virsmu CaS tiek adsorbēts ar CaO-SiO₂-Al₂O3 izdedžiem un izvadīts kopā ar izdedžiem, pabeidzot atsērošanu.

(3) Desulfurizācijas efekta un ietekmējošo faktoru kvantitatīva noteikšana

 Efekta pamatdati:

Parastais pievienošanas daudzums (0,1–0,3% no izkausētā tērauda masas):Var samazināt sēra saturu izkausētā tēraudā no 0,05% līdz 0,08% līdz 0,01%, panākot desulfurizācijas ātrumu 80% -90%;
Augstākās kvalitātes-tērauda rafinēšana (papildīšanas daudzums 0,3–0,5% + LF krāsns rafinēšana):Sēra saturu var samazināt līdz 0,005% (īpaši-zema sēra satura tērauda standarts), ar atsērošanas pakāpi, kas ir lielāka vai vienāda ar 93%.

 Galvenie ietekmējošie faktori:

Sakausējuma sastāvs:SiCa sakausējums ar 30–32% Ca un 60–62% Si saturu uzrāda vislabāko atsērošanas efektivitāti. Pārāk zems kalcija saturs (<28%) will lead to a 15%-20% decrease in desulfurization rate.

Tērauda temperatūra:Desulfurizācijas reakcijas ātrums ir ātrākais pie 1550-1600 grādiem. Zem 1500 grādiem reakcijas efektivitāte samazinās par 30%.

Skābekļa saturs:Ja sākotnējais skābekļa saturs izkausētajā tēraudā ir mazāks vai vienāds ar 50 ppm, desulfurizācijas ātrums ir par 25% lielāks nekā tad, ja skābekļa saturs ir 80–100 ppm. Silīcija deoksidējošajai iedarbībai ir izšķiroša nozīme.

(1) Konvertora tērauda ražošana (galīgā desulfurizācija)

Lietojumprogrammas loģika:

Pievienots vēlākā pārveidotāja izspiešanas posmā, izmantojot kausēta tērauda turbulento sajaukšanu, lai sākotnēji samazinātu sēra saturu, liekot pamatu turpmākai attīrīšanai;

Procesa parametri:

Pievienošanas daudzums 0,1% -0,2%, kausēta tērauda temperatūra 1600-1650 grādi, argonu maisot 5-8 minūtes pieskaršanās laikā, desulfurizācijas ātrums var sasniegt 70% -75%;

Piemēroti scenāriji:

Parasta oglekļa tērauda un mazleģētā tērauda sākotnējā atsērošana, sēra satura samazināšana līdz 0,02–0,03%.

(2) LF krāsns rafinēšana (dziļa desulfurizācija)

Lietojumprogrammas loģika:

LF krāsns reducējošā atmosfērā silīcija kalcija sakausējums tiek apvienots ar izdedžu-veidojošām vielām, piemēram, kaļķi un fluorītu, lai panāktu dziļu sēra atdalīšanu;

Procesa parametri:

Pievienošanas daudzums 0,2%-0,5%, izdedžu bāziskums kontrolēts pie 1,8-2,2, argona maisīšanas intensitāte 0,4-0,6 m/s, attīrīšanas laiks 30-40 minūtes, sēra saturu var samazināt līdz 0,005%;

Piemēroti scenāriji:

Īpaši -zema sēra satura tēraudu, piemēram, augstākās klases-leģētā tērauda, ​​nerūsējošā tērauda un gultņu tērauda ražošana.

(3) Nepārtrauktas liešanas aizsarglējums (termināla desulfurizācija)

Lietojumprogrammas loģika:

KalcijsSilīcija sakausējuma stieple (diametrs 10-13 mm) tiek ievadīta kristalizatorā caur stieples padevēju, lai izkausētajā tēraudā noņemtu nelielu daudzumu sēra atlikuma;

Procesa parametri:

Stieples padeves ātrums 3-5 m/s, stieples padeves daudzums 0,05% -0,1%, kas var vēl vairāk samazināt sēra saturu līdz 0,003%, izvairoties no karsti trausliem defektiem nepārtraukti lietajā sagatavē.

(1) Atlases loģika: saskaņojiet sakausējuma klasi atbilstoši tērauda prasībām

(2) Lietošanas piesardzības pasākumi

Papildinājuma daudzuma kontrole:

Excessive addition (>0,6%) var viegli izraisīt pārmērīgu kalcija saturu izkausētajā tēraudā, radot CaO ieslēgumus un ietekmējot tērauda triecienizturību (samazinoties par 10%-15%).

Papildināšanas laiks:

Sāciet pievienot, kad pārveidotājs ir pieskāries 1/3 tērauda, ​​lai izvairītos no priekšlaicīgas pievienošanas, kas varētu izraisīt kalcija oksidēšanos (kalcija izdegšanas -izdegšanas ātrums palielinās no 10–15% līdz vairāk nekā 30%).

Uzglabāšanas aizsardzība:

Uzglabāt sausā, noslēgtā vidē, lai izvairītos no mitruma oksidēšanās (rada Ca(OH)₂, samazinot desulfurizācijas aktivitāti). Uzglabāšanas laiks nedrīkst pārsniegt 6 mēnešus.

Drošības aizsardzība:

Kalcijs ir uzliesmojošs. Pievienošanas laikā turiet prom no atklātas liesmas un izmantojiet sausa pulvera ugunsdzēšamo aparātu, lai novērstu sakausējuma daļiņu izšļakstīšanos un aizdegšanos.

Kompozītu apstrāde:Kompozītu atsērošanas līdzekļu izstrāde no "silīcija-kalcija-bārija" un "silīcija-kalcija-alumīnija". Bārijs un alumīnijs var vēl vairāk uzlabot kalcija izmantošanas līmeni (no 60–70% līdz vairāk nekā 80%), palielinot desulfurizācijas līmeni par 5–10%.

Rafinēta apstrāde:Sastāvu pielāgošana dažādām tērauda kategorijām (piemēram, īpaši -zema alumīnija silīcija-kalcija sakausējumiem un zema-sēra satura silīcija-kalcija sakausējumiem), lai atbilstu stingrajām augstas kvalitātes- tērauda piemaisījumu prasībām.

Zaļā apstrāde:Zaļās elektrības izmantošana silīcija kalcija sakausējumu kausēšanai, oglekļa emisiju samazināšana un ražošanas procesu optimizēšana, lai samazinātu kaitīgo piemaisījumu (piemēram, P un S) saturu sakausējumā.