- Mgг + [S] = MgS;
- СаОт + [S] + Сгр = CaSт + COг;
- CaC2 + [S] = CaS + 2C ;.
- Na2 O + [S] + С = Na2 S + COг;
Розрахунки показують, що для зв'язування 1 кг сірки необхідно 0,75 кг Mg, 1,75 кг СаО, 2 кг СаС2. 3,31 кг Na2 CО3. Найбільш низьку витрату реагенту - в разі використання металевого магнію. При цьому забезпечується висока ступінь десульфурації чавуну. До переваг використання саме магнію можна віднести такі фактори, як мала кількість що утворюється шлаку і те, що в процесі десульфурації чавуну магнієм практично не утворюється продуктів, шкідливих для навколишнього середовища. Однак вартість магнію порівняно висока і вибір реагенту визначається в кінцевому рахунку економічними міркуваннями.
Введення реагентів в чавун може здійснюватися у вигляді шматків, гранул, порошків, дроту. При вдувании порошків в якості несучого газу використовують повітря, азот, природний газ.
Малюнок 1. зліва - фурма для введення магнію в чавун:
1 - испарительная камера з отворами для виходу парів магнію; 2 - несуча труба; 5 - канал; 4 - сталева арматура (покривається вогнетривкої обмазкой); 5 - фланець
праворуч - схема установки для десульфурації чавуну магнієвим коксом:
1 - ланцюгової підйомник; 2 - баласт; 3 - сталевий вал; 4 - ківш "Торпедо"; 5 - графітовий стержень; 6 - чавун; 7 - магнієвий кокс; 8 - графітовий дзвін
- падаючим струменем чавуну;
- різними механічними мішалками;
- барботажем під впливом продувки газом;
- пульсуючою затопленої струменем і ін. (впливом вібрації, впливом ультразвуку, газліфтним перемішуванням).
Робота з магнієм має свої особливості, пов'язані, по-перше, з тим, що магній при нагріванні до температури розплавленого чавуну випаровується, обсяг його зростає в тисячі разів і, по-друге, енергія взаємодії парів магнію з домішками рідкого чавуну і з навколишнім повітрям (окислення магнію з утворенням MgO з виділенням великої кількості тепла 2Mgг + O2 = 2MgO; настільки велика, що спостерігається піроефект у вигляді яскравого спалаху). Тому магній вводять в чавун зазвичай під спеціальним ковпаком - випарником зі щілинами для виходу парів магнію (рис. 1) або будь-яким іншим способом, що виключає викид рідкого чавуну (пассивированием шматків магнію, заповненням магнієм пір в шматках інертного матеріалу, в пористих шматках коксу (рис. 2), введенням в чавун гранульованого магнію в струмі природного газу або азоту і т.п.).
Зліва механічне перемішування чавуну методом падаючої струменя
У центрі - метод вібраційного перемішування чавуну
Праворуч - перемішування чавуну з використанням мішалок
Види механічного перемішування чавуну наведені на рис. 215-217.Прі використанні сумішей типу [вапно + плавиковий шпат + реагент, що знижує окислення ванни (алюміній, кокс і т.п.)] використовують мішалки (рис. 217, в). Перемішування чавуну з реагентом досягається обертанням ротора-мішалки і пропусканням через ротор газу-перемешівателі (зазвичай азоту), що створює ефект кипіння. Останнім часом все більшого поширення набуває метод обробки чавуну з використанням дроту, наповненою реагентами-десульфуранти. Перемішування маси чавуну досягається при цьому додаткової продувкою ванни газом (азотом).
При використанні азоту необхідно враховувати реакцію:- 3Mgг + N2 = Mg3 N2 + Q.
Кращі результати отримують при використанні природного газу, так як в зоні реакції відбувається дисоціація метану, що знижує температуру (до
1200 ° С), що сприяє протіканню екзотермічної реакції освіти MgS і створює захисну відновну атмосферу над поверхнею чавуну в ковші, блокуючи надходження кисню з атмосфери.
Результати десульфурації чавуну при використанні сумішей на базі СаО залежать від ряду факторів:- конструкції ковша [у відкритому ковші результати гірше, ніж в ковші міксерного типу];
- кількості потрапив в ківш міксерного шлаку (при значній кількості міксерного шлаку отримання низьких концентрацій сірки в чавуні практично недосяжно);
- температури чавуну (чим вище температура, тим краще результати десульфурації;
- змісту в чавуні кремнію (чим менше в чавуні кремнію, тим краще для десульфурації);
- витрати реагентів-десульфуранти. За інших рівних умов витрата залежить від вмісту сірки в чавуні до обробки [S] поч і необхідного після обробки [S] кін.
Хороші результати по внедоменной десульфурації чавуну можуть бути отримані при використанні соди, однак при обробці чавуну содою в атмосферу виділяється велика кількість летючих речовин (включаючи випаровується Na2 O, що утворюється при контакті соди Na2 CO3 з розплавленим металом). Цей метод внедоменной десульфурації чавуну вимагає обов'язкової наявності стендів, обладнаних добре діючими пиловловлюючими пристроями, і технології утилізації уловлених сполук натрію.