Карбид кальция в промышленной десульфурации: методы работы

Карбид кальция (CaC₂) — эффективный десульфурирующий агент, широко используемый в производстве стали. Избыточное содержание серы в расплавленной стали может ухудшить пластичность и долговечность стали, поэтому контроль серы становится ключевым шагом в улучшении качества стали. Карбид кальция реагирует с серой в расплавленной стали с образованием сульфида кальция (CaS), тем самым обеспечивая десульфурацию. В этой статье будет обсуждаться механизм десульфурации карбида кальция и объясняться два основных метода работы: метод перемешивания и метод продувки.

Механизм десульфурации карбида кальция

Карбид кальция является высокоэффективным десульфурирующим агентом, и механизм его десульфурации основан на следующей химической реакции::

CaC₂ + S → CaS + C

При высоких температурах в расплавленной стали карбид кальция реагирует с серой с образованием сульфида кальция (CaS). Благодаря своей плотности CaS поднимается на поверхность расплавленной стали, откуда его легко удалить в виде шлака. Высокая реакционная способность и умеренная стоимость карбида кальция делают его широко используемым десульфурирующим агентом на сталелитейных заводах.

Основные методы десульфурации с использованием карбида кальция: метод перемешивания и метод продувки

В процессах десульфурации при производстве стали двумя распространенными методами использования карбида кальция являются метод перемешивания и метод продувки. Каждый метод имеет свои уникальные характеристики и подходит для различных производственных нужд.

Метод перемешивания включает добавление карбида кальция в расплавленную сталь и перемешивание механическим или газовым способом для обеспечения тщательного контакта карбида кальция со сталью, что облегчает удаление серы. Шаги следующие:

Добавление карбида кальция: соответствующее количество десульфуратора на основе карбида кальция добавляется непосредственно в расплавленную сталь. Размер частиц карбида кальция обычно составляет от 0,5 до 1,5 мм, что обеспечивает быструю реакцию и эффективное обессеривание.

Метод перемешивания: Перемешивание можно осуществлять посредством механического перемешивания или перемешивания газом (например, аргоном). При механическом перемешивании используется оборудование для непосредственного перемешивания расплавленной стали, что увеличивает площадь контакта между карбидом кальция и серой. Перемешивание аргона равномерно распределяет карбид кальция, предотвращая окисление стали.

Время реакции: Обычно время перемешивания составляет от 5 до 15 минут, в зависимости от содержания серы в расплавленной стали и количества используемого десульфурирующего агента.

Преимущества метода перемешивания: этот метод относительно прост в эксплуатации и подходит для десульфурации небольших и средних партий расплавленной стали. Стоимость оборудования для механического перемешивания также относительно невелика.

В методе продувки используется инжекционное оборудование под высоким давлением для распыления карбида кальция в расплавленную сталь, что позволяет ему быстро диспергироваться и полностью вступать в реакцию с серой. Основные шаги заключаются в следующем::

Подготовка оборудования: метод продувки требует специального литьевого оборудования для введения карбида кальция в расплавленную сталь под высоким давлением. Оборудование обычно включает в себя продувочный пистолет и газы, такие как аргон или азот.

Инъекция карбида кальция: Карбид кальция равномерно распыляется в расплавленную сталь через продувочный пистолет, обеспечивая быстрое смешивание и реакцию с серой в стали.

Глубина впрыска: метод продувки подходит для глубокой десульфурации расплавленной стали с высоким содержанием серы. Десульфуризатор достигает более глубоких слоев стали, обеспечивая равномерную реакцию.

Преимущества метода продувки: этот метод позволяет быстро завершить десульфурацию и подходит для крупномасштабного производства с высоким содержанием серы в стали. Он обеспечивает более высокую эффективность реакции и идеально подходит для современных сталелитейных заводов, которым требуется высокая производительность.

Карбид кальция играет важную роль в промышленной десульфуризации с использованием двух основных методов: метода перемешивания и метода продувки, каждый из которых адаптирован к различным производственным требованиям. Метод перемешивания подходит для небольших и средних партий стали, а метод продувки больше подходит для крупносерийного производства. Выбрав подходящий метод десульфурации, строго контролируя этапы работы и соблюдая экологические нормы, сталелитейные заводы могут снизить содержание серы в расплавленной стали и улучшить качество стали. Широкое использование десульфурации карбидом кальция не только оптимизирует производственные процессы, но также отвечает двойным требованиям защиты окружающей среды и контроля затрат.