W procesie tworzenia stali konwertera grafitowa koksu ropy naftowej jest coraz częściej stosowana jako wydajny gaźnik, a jego zawartość siarki jest bezpośrednio związana z czystością stopionej stali i jakości produktu. Temperatura, jako zmienna podstawowa w procesie grafityzacji koksu naftowego, ma decydujący wpływ na migrację, transformację i usuwanie elementów siarki.
Ewolucja postaci siarki pod gradientem temperatury: od siarki organicznej do siarki nieorganicznej
Etap ulotki: 200-500 stopni
Związki organiczne siarki (takie jak mercaptans i tiofen) rozkładają się i ulatniają w dużych ilościach, a zawartość siarki gwałtownie spada o 30%-50%. Jednak resztkowa koks jest nadal zdominowana przez skondensowaną siarkę pierścieniową o wysokiej stabilności termicznej.
Suknizacja koksu: 500-1000 stopnia
Siarka nieorganiczna (taka jak FES₂, Caso₄) zaczyna się rozkładać, ale siarczany muszą być znacznie powyżej 800 stopni. Na tym etapie szybkość usuwania siarki spowalnia do 10%-15%.
Rozpoczyna się grafityzacja: 1000-1300 stopnia
Wiązki węglowe z przerwami w skondensowanych siarczkach pierścieniowych, siarka jest uwalniana w postaci SO₂ i H₂S, a zawartość siarki można zmniejszyć do 0,8%-1,2%(gdy początkowa siarka wynosi 2,5%).
Deep graphitization: >1300 stopni
Resztkowa siarka jest „owinięta” matrycą węgla, tworząc wyjątkowo stabilną termicznie stabilną nano - siarczek węglowy, a wydajność desulfuryzacji gwałtownie spada, a końcowa zawartość siarki stabilizuje się na poziomie 0,5%-0,8%. Eksperymenty pokazują, że gdy temperatura koksu ropy naftowej wzrasta z 600 stopni do 1300 stopni, szybkość usuwania siarki wzrasta z 40% do 85%, ale wydajność desulfuryzacji wzrasta o mniej niż 5% po 1400 stopniach.
Regulacja zawartości siarki w grafitowej koksie naftowej według temperatury jest zasadniczo precyzyjnym dialogiem między wejściem energii a reakcją materiału. Firmy stalowe muszą znaleźć optymalne rozwiązanie w relacji trójkąt „Temperatura - zawartość siarki - zużycie energii” zgodnie z docelowymi wymaganiami ocen stali.
