В основных мартеновских печах в период плавления из-за низкой основности шлака удаляется небольшое количество серы. Если в этих печах используется сернистое топливо, возможно даже значительное увеличение [% S] в период плавления, что обусловлено растворением в жидком чугуне скрапа, в котором содержится некоторое количество серы, поглощенное им из атмосферы печи при завалке и прогреве. Десульфурация металла происходит главным образом во время доводки (после наводки гомогенного основного шлака). Однако и в этот период удаление серы — весьма медленная и трудоемкая операция. Так, на 400-т мартеновской печи при доводке в течение 2 ч обычно удаляется из металла около 0,01 % серы (в интервале [% S] = 0,04—0,03%).
Изменение [% S] по ходу кислородно-конверторной плавки показано на рис. 79. На основе результатов проведенных исследований автор и В. И. Шибанов условно разделили всю плавку на три периода: первый — заметная десульфурация металла; второй — затухание процесса и некоторое повышение содержания серы в металле (ресульфурация); третий — активизация процесса десульфурации. В табл. 6 приведены средние значения ?S, полученные по результатам 30 опытных плавок. Быстрое удаление серы в первые 5 мин продувки (средняя vS ? 0,0016%/мин) обусловлено гомогенностью шлака (величина (FeO) была достаточной для разжижения малоосновного шлака) и высоким значением фактического nSф, вызванным повышенным содержанием в металле углерода и кремния.
Ресульфурация в период между 5 и 15-й мин от начала продувки совпадает с понижением в шлаке содержания окислов железа, а ускорение десульфурации в коне плавки — с резким увеличением ? (FeO) (рис. 79). Это свидетельствует о том, что окиелейность шлака имеет решающее значение для десульфурации металла, несмотря на отрицательное влияние повышения (FeO) на термодинамику процесса. Данные 195 плавок показывают, что рост (% FeO) до оптимального предела, отвечающего отношений (% FeO)/(% CaO) = 0,3, способствует увеличению фактического коэффициента распределения серы и снижению ее содержания в металле в конце продувки.
В середине продувки повышение (% CaO) при одновременном снижении (% FeO) приводит к насыщению шлака окисью кальция, и он попадает в двухфазную область, где начинается выпадение кристалликов CaO и ортосиликата кальция. Это обусловливает появление в конверторе так называемого «сухого» шлака и снижение основности жидкой его части, что вызывает перераспределение серы между металлом и шлаком, т. е. явление ресульфурации.
Зависимость ?? от содержания окислов железа в шлаке подтверждается и анализом квазитройной диаграммы состояния конверторных шлаков. Максимальные значения коэффициента распределения соответствуют высокоосновным шлакам (CaO+ MgO + MnO = 65—75%), содержащим (FeO + Fe2O3) = 15—22% (рис. 80).
