冶金焦中的硫含量对炼铁有何影响
冶金焦中的硫含量对炼铁有以下重要影响:
一、对铁水质量的影响
降低铁水质量
硫会使铁产生热脆性。当铁水中硫含量较高时,在高温下铁与硫结合形成低熔点的硫化铁(FeS)。在热加工过程中,当温度升高到一定程度时,硫化铁会先于铁熔化,导致铁的晶界破裂,从而降低铁的强度和韧性,使铁变得易碎,严重影响钢铁产品的质量。
增加夹杂物含量。硫还会与铁水中的其他元素如锰、硅等结合形成复杂的硫化物夹杂物。这些夹杂物在铁水中的存在会破坏铁的连续性,降低铁的纯净度,影响铁水的流动性和可铸性,进而影响后续的炼钢和铸造过程。
影响钢铁性能
降低钢铁的机械性能。高硫含量的铁水炼出的钢铁,其抗拉强度、屈服强度、延伸率等机械性能指标都会下降。例如,在建筑用钢材中,硫含量过高会使钢材在承受应力时容易发生断裂,降低建筑物的安全性。
影响钢铁的耐腐蚀性能。硫含量高的钢铁在潮湿环境中更容易发生腐蚀,因为硫化物夹杂物会成为腐蚀的起点,加速钢铁的腐蚀速度。这对于一些需要在恶劣环境下使用的钢铁制品,如海洋工程用钢、化工设备用钢等,影响尤为严重。
二、对高炉操作的影响
增加炉渣量
冶金焦中的硫进入高炉后,会与铁矿石中的氧化物和石灰石等熔剂反应生成硫化物,进入炉渣。这会导致炉渣量增加,从而增加了高炉的排渣负担。大量的炉渣需要消耗更多的能量来加热和排出,提高了炼铁的成本。
炉渣量的增加还会影响高炉的透气性。过多的炉渣会堵塞炉料之间的空隙,阻碍煤气的流通,降低高炉的透气性,影响高炉的顺行。
影响炉衬寿命
高硫含量的炉渣具有更高的腐蚀性,会对高炉炉衬造成严重的侵蚀。炉衬的侵蚀会导致高炉的使用寿命缩短,增加高炉的维修成本和停产时间。例如,在高炉炼铁过程中,炉渣中的硫化物会与炉衬中的耐火材料发生化学反应,破坏耐火材料的结构,使其失去保护高炉的作用。
降低煤气质量
硫会在高炉内与氢气等还原性气体反应生成硫化氢(H₂S)等有害气体,混入煤气中。这会降低煤气的质量,增加煤气净化的难度和成本。如果煤气中的硫化氢含量过高,还会对后续的煤气利用设备造成腐蚀,影响设备的正常运行。
三、对环保的影响
增加废气排放
为了降低铁水中的硫含量,通常需要在炼铁过程中进行脱硫处理。这会增加废气的排放,其中可能含有未完全反应的脱硫剂、硫化物等有害物质。这些废气的排放会对环境造成污染,增加环保压力。
高硫冶金焦的使用也会导致高炉废气中二氧化硫(SO₂)的含量增加。二氧化硫是一种主要的大气污染物,会形成酸雨,对生态环境和人类健康造成危害。
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