Джерела потрапляння сірки до ванни сталеплавильних агрегатів. Розподіл сірки між металом і шлаком, реакція десульфурації, чинники, що впливають на ступінь її розвитку.Способи десу

Тема занятия: Источники попадания серы в ванну сталеплавильных агрегатов. Распределение серы между металлом и шлаком; реакция десульфурации, факторы, которые влияют на степень ее развития. Способы десульфурации.

Правила работы отдела:активно обменивайтесь информацией между собой;совместно делайте выводы; совместно выбирайте единый подход;от вклада каждого из вас зависит общий результат работы.

Мозговой штурм Что такое десульфурация?Почему сера является вредной примесью?Какое содержание серы должно быть в качественных сталях?Назовите современные способы производства стали. Какой материал используется в конвертерной плавке для образования шлака?Назовите основные функции шлака. Какое химическое свойство шлака характеризует его десульфурирующую способность?

Запишите константу равновесия предложенной реакции

Работа в группах: Составьте технологическую схему работы предприятия с полным металлургическим циклом

Проблемное задание: Разработать технологию производства качественной низкосернистой стали марки 10 Г2 ФБ (содержание серы менее 0,006%) в условиях металлургического комбината «АЗОВСТАЛЬ»

План работы: Узнать источники попадания серы в сталь. Изучить распределение серы между металлом и шлаком. Рассмотреть реакцию десульфурации и выяснить какие факторы влияют на степень ее развития. Узнать и проанализировать способы десульфурации

Источники поступления серы в конвертерную ванну. Материал. Содержание серы, %Количество серы, вносимой в конвертер, кг/т стали. Название. Расход (масса), кг/т стали. Чугун 800-8700,005-0,040,04-0,35 Доменный (миксерный шлак)0,5-300,5-2,50,002-0,75 Металлолом 240-3100,005-0,10,012-0,31 Известь 60-1000,02-0,20,012-0,2 Плавиковый шпат 0,5-60,08-0,20,004-0,012

Механизм удаления серы1 Удаление серы в газовую фазу возможно лишь в начальный период продувки стали в конвертере при избытке кислорода в зоне продувки:[S] +{О2}= {SО2}Количество серы, перешедшей в газовую фазу обычно невысоко, и составляет около 10% от общего количества серы в металле.2 Удаление серы в шлак. Характеризуется показателями: распределением серы между шлаком и металлом (Ls ) и степенью десульфурации (ηs). Ls = (S)/[S] – коэффициент распределения серы между шлаком и металлом; зависит от температуры и служит для оценки десульфурирующей способности шлакаηS = [S]н −  [S]к[S]н ·100% - степень десульфурации где [S]н и [S]к – соответственно начальное и конечное содержание серы в металле 

Рассчитайте степень десульфурации:при выплавке стали в конвертере, если начальное содержание серы в шихтовых материалах (чугун и лом) составляет 0,02%, а конечное – 0,015%при внепечной обработке стали, если содержание серы в стали до обработки составляет 0,015%, а после обработки – 0,005%при внепечной десульфурации чугуна - если начальное содержание серы в чугуне составляет 0,04%, а конечное – 0,02%

Реакции взаимодействия сульфида железа с некоторыми металлами и оксидами и убыль свободной энергии ΔG°1873 на 1 кг металла или оксида

Характеристика десульфураторов. Металлический кальций – сильный десульфуратор, но дорог, его использование в чистом виде связано с трудностями, так как при температурах сталеплавильных процессов он находится в газообразном виде; применяется в виде сплавов – силикокальция, алюмокальцияпри внепечной обработке качественных сталей. Металлический магний – хороший десульфуратор при относительно низких температурах (1200-1400о. С), с повышением температуры его активность резко снижается, поэтому он применяется при внепечной десульфурации чугуна; использование связано с трудностями, так как при температурах сталеплавильных процессов он находится в газообразном виде, что может привести к выбросам металла из ковша; при его применении наблюдается пироэффект в виде яркой вспышки. Известь (Са. О) - эффективный, дешевый и доступный материал, применяется при выплавке и внепечной обработке стали.

Условия десульфурации стали. Высокая активность (Ca. О) в шлаке Низкое содержание оксида железа (Fe. О) в шлаке Высокая константа равновесия реакции десульфурации Низкая активность (Ca. S) в шлаке. Низкая окисленность металла. Оптимальный состав металла

Зависимость коэффициента активности серы от содержания основных элементов

Способы десульфурации Внепечная десульфурация чугуна – обязательный элемент технологии производства качественных сталей; степень десульфурации чугуна выше, чем стали; в качестве десульфуратора применяется металлический магний или магниевые сплавы, который вводят в металл в виде порошковой проволоки, вдувают в струе инертного газа; при его использовании требуется большое внимание к технике безопасности. Десульфурация стали в конвертере - применение шихтовых материалов с низким содержанием серы: использование десульфурированного чугуна, оборотного лома с известным химическим составом, качественной извести; получение однородного , жидкоподвижного шлака с высокой основностью; промежуточное скачивание шлака; Внепечная обработка стали для десульфурации как возможность создать все благоприятные условия для десульфурации: обработка твердыми шлакообразующими смесями , состоящими из извести и плавикового шпата; обработка жидкими шлаками с высокой основностью и низкой окисленностью; обработка кальцийсодержащими материалами – порошковой проволокой с наполнением силикокальцием, алюмокальцием; вдувание кальцийсодержащих материалов в струе инертного газа.

Научная игра «Цепочка»

Работа над проектом. Разработка технологии производства качественной низкосернистой стали марки 10 Г2 БТ (содержание серы менее 0,006%) в условиях металлургического комбината «АЗОВСТАЛЬ»

Домашнее задание. Домашнее задание :закрепление темы;подготовка доклада на тему: «Влияние фосфора на свойства стали»

Спасибо за внимание