Vantaggi principali del basso contenuto di zolfo
L'utilizzo di coke di petrolio grafitato a basso-zolfo come generatore di carbonio offre i seguenti vantaggi significativi:
- Miglioramento del tasso di assorbimento del carbonio e consumo di energia ridotto: nel processo di produzione dell'acciaio, l'elemento di carbonio nel coke di petrolio grafitato a basso-zolfo ed elevata-purezza può essere assorbito dall'acciaio fuso in modo più efficiente. Il tasso di assorbimento del carbonio dei normali carbon raiser può essere solo del 60%, mentre il tasso di assorbimento del coke di petrolio grafitato di alta qualità può raggiungere oltre il 90%. Ciò significa che è necessaria una minore quantità di carbonio per raggiungere il livello di carbonio target, risparmiando materie prime e riducendo il consumo energetico aggiuntivo causato da ripetute aggiunte e aggiustamenti della composizione, riducendo direttamente il consumo di elettricità.
- Miglioramento della purezza e delle prestazioni dell'acciaio: lo zolfo è un elemento impuro rigorosamente controllato nell'acciaio, che è estremamente dannoso per le prestazioni dell'acciaio. L'uso di ricarburatori a basso-zolfo evita l'introduzione di ulteriore zolfo nell'acciaio fuso, quindi: ►Previene la fragilità a caldo: lo zolfo reagisce con il ferro per formare FeS a basso-punto di fusione-punto, che si distribuisce lungo i bordi dei grani durante la lavorazione a caldo dell'acciaio, portando a fessurazioni intergranulari, ovvero "fragilità a caldo".
►Garantire la qualità della ghisa sferoidale: lo zolfo è un "elemento dannoso" nella produzione della ghisa sferoidale. Reagisce con gli agenti sferoidizzanti (come il magnesio), consumandoli e riducendo il tasso di sferoidizzazione. Pertanto, la produzione di ghisa duttile di alta-qualità richiede l'uso di basso-zolfo (<0.05%) recarburizers.
- Riduzione della corrosione delle apparecchiature e prolungamento della durata del forno: lo zolfo corrode i rivestimenti e gli elettrodi del forno ad alte temperature. L'utilizzo di ricarburanti a basso-zolfo può rallentare efficacemente la corrosione chimica dei rivestimenti e degli elettrodi del forno. Ad esempio, i dati mostrano che l'utilizzo di coke di petrolio grafitato di alta-qualità può ridurre la frequenza di sostituzione degli elettrodi del 30% e ridurre la perdita di calore dalla parete del forno.
- Rispetto dei requisiti ambientali: lo zolfo è una delle principali fonti di inquinanti atmosferici (come SO₂). L'utilizzo di materie prime a basso-zolfo rappresenta per le aziende siderurgiche un modo efficace per ridurre le emissioni inquinanti alla fonte e soddisfare normative ambientali sempre più rigorose.
Impatti negativi dell'alto contenuto di zolfo
L'utilizzo di coke di petrolio (o agenti cementanti di qualità inferiore) con un contenuto di zolfo eccessivamente elevato può causare una serie di problemi durante la produzione dell'acciaio:
- Formazione di inclusioni nocive: un elevato contenuto di zolfo porta alla formazione di inclusioni di solfuri come MnS nell'acciaio. Mentre una certa quantità di MnS è vantaggiosa per la lavorabilità, un numero eccessivo di inclusioni riduce le proprietà meccaniche trasversali, la plasticità e la tenacità dell'acciaio.
- Aumento del carico di raffinazione: se il contenuto di zolfo nel ferro fuso o nella carica del forno è troppo elevato, è necessario eseguire operazioni di desolforazione profonda nei successivi processi di raffinazione (come i forni LF). Ciò aumenta il consumo di scorie di raffinazione (come calce e fluorite), prolunga il ciclo di fusione e aumenta i costi di produzione.
- Cause dei difetti di fusione: nella produzione di getti, un elevato contenuto di zolfo riduce la fluidità del ferro fuso e può portare a difetti come "fessurazioni a caldo" nei getti.
Riepilogo e soluzioni
In generale, l'utilizzo di coke di petrolio grafitato a basso-zolfo è una scelta essenziale per la produzione di acciai speciali e di alta-qualità al fine di ottenere acciaio fuso pulito, un processo di produzione stabile ed eccellenti proprietà dell'acciaio. Tuttavia, in alcuni processi specifici, il coke di petrolio ad alto-zolfo non è del tutto privo di usi. Ad esempio, in alcuni processi di produzione del ferro che utilizzano coke di petrolio sia come combustibile che come agente riducente, lo zolfo nel coke di petrolio può infine essere assorbito dagli agenti scorificanti (come il calcare) ed entrare nelle scorie, separandosi così dal ferro fuso. Tuttavia, questo processo pone requisiti più elevati per il successivo trattamento ambientale.
In sintesi, nella maggior parte degli scenari di aumento delle emissioni di carbonio, la scelta di coke di petrolio grafitato di alta qualità con un contenuto di zolfo inferiore allo 0,05% è l'opzione più sicura ed efficiente per garantire la qualità del prodotto finale.
