了解炼钢过程中碳化钙脱硫的化学原理及其对钢材质量的影响

了解碳化钙在钢铁脱硫过程中的化学作用

碳化钙（CaC₂）长期以来被公认为钢铁生产中最有效的脱硫剂之一，尤其是在预处理阶段。它能有效降低铁水中的硫含量，因此对于生产优质钢材至关重要，尤其是在新疆等原材料纯度差异较大的地区。

为什么碳化钙在脱硫方面表现出色

关键在于其在高温下的独特化学行为。当碳化钙加入熔融铁中时，会发生一系列明确的反应：

CaC₂ + [S] → CaS + 2CO↑

该放热过程不仅能去除硫，还会产生一氧化碳气体——在适当控制的情况下，一氧化碳是提高混合效率的关键因素。根据 ISO 15475-2014 标准，如果参数优化，该方法可实现高达 85% 的硫去除率。

影响效率的关键因素

新疆钢铁厂的实际应用

新疆一家中型钢铁厂的案例研究表明，通过优化粒度（从8毫米降至3毫米）并将预处理温度提高50℃，可使平均硫含量从0.045%降低至0.012%。这一改进使该厂能够在不显著增加运营成本的情况下，持续满足ASTM A572 50级标准。

常见挑战及实用解决方案

• 脱硫不均匀：通常是由于搅拌不良或进料速度不一致造成的——解决方法：使用带实时监控的机械搅拌器。
• 气体过度释放：可能是由于颗粒尺寸过细或温度突然升高所致——解决方法：控制颗粒级配并逐步引入 CaC₂。
• 残留碳化钙：表明反应不完全——检查反应时间是否正确，并确保在钢包中有足够的停留时间。