Теоретична оцінка одиничного впливу технологічних факторів на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро
Abstract
UKR: Метою роботи була теоретична оцінка на основі фізико-хімічних розрахунків одиничного впливу температури, початкового та кінцевого вмісту сірки, глибини рідкої ванни та маси чавуну на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм. Виконана теоретична оцінка показала: для всіх розглянутих температур чавуну (1200 – 1600 оС) термодинамічно найбільш пріоритетним механізмом десульфурації чавуну із застосування магнію є процес, що базується на взаємодії сірки розчиненої в металевій фазі з розчиненим магнієм; термодинамічно більш вірогідним для всіх розглянутих глибин занурення фурми (0 – 4 м) є процес десульфурації з розчиненням пароподібного магнію в рідкому чавуні. Виконано теоретичну кількісну оцінку впливу глибини занурення фурми на ефективність десульфурації чавуну пароподібним магнієм та розчиненням пароподібного магнію в чавуні. Визначено, що при зміні кінцевого вмісту сірки в межах 0,002 – 0,010% з підвищенням кінцевого вмісту сірки в чавуні на 0,001% відбувається збільшення ефективності процесу десульфурації чавуну магнієм на 10%; збільшення початкової концентрації сірки на 0,01% призводить до підвищення ймовірності перебігу реакції через розчинений магній у межах 15 – 25%, а реакції через газоподібний магній у межах 9 – 19%; при підвищенні початкової концентрації сірки в чавуні на 0,01% та зміні кінцевого вмісту сірки на 0,001% у межах 0,002 –0,010%, приріст ефективності процесу десульфурації відповідно зростає в межах 5,5 – 9,4%; суттєвого впливу маси оброблюваного чавуну на процес десульфурації не виявлено.
ENG: The aim of the study was to theoretically evaluate, based on physicochemical calculations, the single effect of temperature, initial and final sulfur content, depth of the liquid bath, and mass of iron on the efficiency of the process of desulfurization of iron with magnesium. The theoretical evaluation showed that for all considered iron temperatures (1200 – 1600 °C), the thermodynamically most preferred mechanism for desulphurization of iron using magnesium is the process based on the interaction of sulfur dissolved in the metal phase with dissolved magnesium; the desulphurization process with the dissolution of vaporized magnesium in liquid iron is thermodynamically more probable for all considered tuyere immersion depths (0 - 4 m). A theoretical quantitative assessment of the effect of the tuyere immersion depth on the efficiency of desulphurization of iron with vaporized magnesium and dissolution of vaporized magnesium in iron was performed. It has been determined that when the final sulfur content changes within the range of 0.002 - 0.010%, with an increase in the final sulfur content in iron by 0.001%, the efficiency of the process of desulfurization of iron with magnesium increases by 10%; an increase in the initial sulfur concentration by 0.01% leads to an increase in the probability of the reaction through dissolved magnesium in the range of 15 - 25%, and the reaction through gaseous magnesium in the range of 9 - 19%; with an increase in the initial sulfur concentration in iron by 0.01% and a change in the final sulfur content by 0.001% in the range of 0.002 - 0.010%, the increase in the efficiency of the desulfurization process increases in the range of 5.5 - 9.4%; no significant effect of the mass of the treated iron on the desulfurization process was found.
ENG: The aim of the study was to theoretically evaluate, based on physicochemical calculations, the single effect of temperature, initial and final sulfur content, depth of the liquid bath, and mass of iron on the efficiency of the process of desulfurization of iron with magnesium. The theoretical evaluation showed that for all considered iron temperatures (1200 – 1600 °C), the thermodynamically most preferred mechanism for desulphurization of iron using magnesium is the process based on the interaction of sulfur dissolved in the metal phase with dissolved magnesium; the desulphurization process with the dissolution of vaporized magnesium in liquid iron is thermodynamically more probable for all considered tuyere immersion depths (0 - 4 m). A theoretical quantitative assessment of the effect of the tuyere immersion depth on the efficiency of desulphurization of iron with vaporized magnesium and dissolution of vaporized magnesium in iron was performed. It has been determined that when the final sulfur content changes within the range of 0.002 - 0.010%, with an increase in the final sulfur content in iron by 0.001%, the efficiency of the process of desulfurization of iron with magnesium increases by 10%; an increase in the initial sulfur concentration by 0.01% leads to an increase in the probability of the reaction through dissolved magnesium in the range of 15 - 25%, and the reaction through gaseous magnesium in the range of 9 - 19%; with an increase in the initial sulfur concentration in iron by 0.01% and a change in the final sulfur content by 0.001% in the range of 0.002 - 0.010%, the increase in the efficiency of the desulfurization process increases in the range of 5.5 - 9.4%; no significant effect of the mass of the treated iron on the desulfurization process was found.
Description
І. Маначин: ORCID 0000-0001-9795-6751; В. Єлісєєв: ORCID 0000-0003-4999-8142; В. Кисляков: ORCID 0000-0002-1775-5050; В. Петруша: ORCID 0000-0002-1031-3241
Keywords
десульфурація, чавун, теоретична оцінка, ківш, шлак, міксер, desulfurization, iron, theoretical assessment, ladle, slag, mixe, КАВП
Citation
Маначин І. О., Єлісєєв В. І., Кисляков В. Г., Петруша В. П. Теоретична оцінка одиничного впливу технологічних факторів на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. Дніпро, 2024. № 38. С. 168–185. DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-168-185.