9. QUÁ TRÌNH TẠO XỈ
10.5. KHỬ S NGOÀI LÒ
- Những năm gần đây, do mấy nguyên nhân sau, việc khử S của gang ngày càng được coi tr ọng, đã trở thành một đề tài hấp dẫn để các nhà luyện gang – luyện thép nghiên cứu.
- Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học mũi nhọn công
nghiệp hiện đại hoá, yêu cầu ngày càng cao việc chế tạo ra thép
S siêu thấp tính năng tốt. Vì thế yêu cầu hạ thấp hơn nữa hàm lượng của gang luyện thép.
- Do sự phát triển của lò chuyền thổi đỉnh, năng lực khử S ở giai đoạn luyện thép giảm thấp.
- Những năm gần đây nhu cầu sử dụng gang đúc grafít cầu gia tăng, điều đó yêu cầu lò cao luyện ra nhiều gang đúc grafít cần có hàm lượng S tương đối thấp.
Coppyright © 2009 Thai An Mechanical and Metallurgy J.S.C- Address : 9/129 An Duong Vuong Str., Tay Ho Dist., Ha Noi - Than luyện cốc ưu chất S thấp ngày càng thiếu, làm cho hàm
lượng S trong than kốc và quặng lò cao gia tăng, vì thế ở điều
kiện thao tác bình thường, khó có thể luyện ra gang hợp quy
cách, phải thực hiện khử S ngoài lò cho gang.
- Xét về mặt kinh tế, việc khử S ngoài lò, là giảm nhẹ nhiệm vụ
khử S trong lò, vì thế lò cao có thể tiến hành thao tác độ kiềm
thấp, giảm thiểu lượng xỉ. Như thế có lợi cho việc nâng cao sản lượng và giảm thấp tỷ lệ cốc. Thực nghiệm chứng tỏ, khi độ
kiềm xỉ lò là 1,25, hàm lượng S của gang 0,021%, không phải
khử S ngoài lò. Còn khi hạ thấp độ kiềm xỉ lò đến 1,06, do lượng xỉ giảm xuống, vì thế tỷ lệ cốc đã giảm thấp 36kg/ Tgang,
sản lượng đã nâng lên 13%, hàm lượng S của gang tăng lên đến 0,043%. Nhưng qua việc khử S ngoài lò, hàm lượng S vẫn có
thể đạt được tiêu chuẩn ban đầu, giá thành gang giảm nhiều.
- Nguyên lý cơ bản của việc khử S ngoài lò là cho thêm chất khử S vào trong nước gang đã ra lò và khuấy trộn bằng phương pháp
thích hợp, làm cho nước gang và chất khử S tiếp xúc tốt với
nhau, phản ứng của chất khử S và S trong nước gang tạo ra hợp
chất ổn định hơn FeS, hơn nữa chỉ hoà tan trong xỉ lò từ đó giảm
thiểu S trong gang.
- Chất khử S ngoài lò thường dùng là CaO, MgO, CaC2, Na2CO3,
Mg ….như khử S ngoài lò bằng chất khử S là sô -đa Na2CO3,
Phương trình phản ứng là:
[FeS] + Na2CO3 = (Na2S) +(FeO) + CO2 (6-21)
- Dùng chất khử S là vôi CaO, thì phương trình phản ứng là:
Coppyright © 2009 Thai An Mechanical and Metallurgy J.S.C- Address : 9/129 An Duong Vuong Str., Tay Ho Dist., Ha Noi - Na2O và CaS do phản ứng sinh ra đều ổn định hơn FeS, hơn nữa
chỉ có thể hoà tan trong xỉ, vì thế có tác dụng khử S.
- Hiện nay, phương pháp khử S ngoài lò , dùng mấy loại như sau:
• Phương pháp rải: Đây là phương pháp khử ngoài lò đơn giản
nhất, tức là rải chất khử S (sô-đa) vào trong máng nước gang
hoặc thùng nước gang. Phương pháp này phần nhiều dùng cho
lò cao vừa và nhỏ, nhưng hiệu suất khử S thấp, thường chỉ đạt
50%.
• Phương pháp lắc: Tức là dùng cơ cấu máy để lắc thùng nước
gang làm cho nó quay lệch tâm theo tâm thẳng đứng, để xúc
tiến việc khuýây trộn chất khử S vơí nước gang. Có hai phương
pháp là lắc quay 1 hướng và lắc quay có thể đổi hướng.
• Phương pháp khuấy cơ học: Tức là 1 cơ cấu máy để trộn nước
gang làm cho chất khử S rải trên bề mặt nước gang khuấy trộn đều với nước gang. Có nhiều phương pháp trộn. Tương đối thành công là phương pháp KP của nhà máy gang thép KOBE
Nhật bản. Máy trộn cớ lớn hình chữ + khuấy đảo sâu bể lỏng nước gang, làm cho nước gang đảo lộn trên dưới, để trộn đều
chất khử S với nước gang. Hiệu xuất của phương pháp này có
thể đạt tới 80 90%. Khó khăn là vật liệu làm máy trộn khuấy và
tuổi thọ khó giải quyết.
• Phương pháp khuấy khí thể, cắm vào phía trên hoặc phía dưới
súng phun cao áp, phun thổi khí trơ (N 2) để khuấy nước gang để đạt mục đích là trộn đều chất khử S và nước gang.
• Phương pháp phun thổi: Phương pháp này là dùng súng phun
Coppyright © 2009 Thai An Mechanical and Metallurgy J.S.C- Address : 9/129 An Duong Vuong Str., Tay Ho Dist., Ha Noi sâu trong bể gang lỏng, đồng thời với việc khuấy xẩy ra phản ứng khử S.
• Phương pháp khử S manhê, phản ứng khử S bằng ma -nhê nhanh, thích hợp để xử lý lượng nước gang lớn. Nhưng Mg không hoà tan trong gang, điểm sôi của nó (110 00C) thấp hơn
nhiệt độ nước gang. Nếu cho Mg cục và Mg bột lên bề mặt nước gang, thí sẽ bốc hơi nhanh xảy ra nổ. Vì thế, dung Mg để
khử S phải dùng phương pháp đặc biệt, Cho cục Mg hoặc bột
Mg vaog giữa bể lỏng nước gang. Hiện nay đều dùng cơ cấu máy để đưa Mg cục, cốc Mg, bột Mg vào giữa bể lỏng của nước gang, làm cho Mg bốc hơi trong nước gang đi lên,xảy ra
phản ứng khử S.