U postupku izrade čelika pretvarač, grafitni naftni koks sve se više koristi kao učinkovit karburizator, a njegov sadržaj sumpora izravno je povezan s čistoćom rastopljenog čelika i kvalitete proizvoda. Temperatura, kao jezgra varijabla u procesu grafitizacije naftnog koksa, ima odlučujući utjecaj na migraciju, transformaciju i uklanjanje sumpornih elemenata.
Evolucija sumpornih oblika pod temperaturnim gradijentom: od organskog sumpora do anorganskog sumpora
Faza hlapljivosti: 200-500 stupnjeva
Organski sumporni spojevi (poput merkaptana i tiofena) razgrađuju i isparuju u velikim količinama, a sadržaj sumpora brzo smanjuje za 30%-50%. Međutim, zaostali koks i dalje dominira kondenzirani sumpor prstena s visokom toplinskom stabilnošću.
Učvršćivanje koksa: 500-1000 stupnjeva
Anorganski sumpor (poput FES₂, Caso₄) počinje se raspadati, ali sulfati moraju biti iznad 800 stupnjeva da bi se značajno pukla. U ovoj fazi stopa uklanjanja sumpora usporava na 10%-15%.
Pokreće grafitizaciju: 1000-1300 stupnjeva
Ugljične veze kondenziranih sulfida s prstenom, sumpor se oslobađa u obliku SO₂ i H₂s, a sadržaj sumpora može se smanjiti na 0,8%-1,2%(kada je početni sumpor 2,5%).
Deep graphitization: >1300 stupnjeva
Rezidualni sumpor je "omotan" ugljikovom matricom kako bi se formirao izuzetno termički stabilni nano - u skali ugljičnog sulfida, a učinkovitost desulfurizacije naglo opada, a konačni sadržaj sumpora stabilizira se na 0,5%-0,8%. Eksperimenti pokazuju da se, kada se temperatura naftne koksa povećala sa 600 stupnjeva na 1300 stupnjeva, stopa uklanjanja sumpora povećava s 40% na 85%, ali učinkovitost odsumlurizacije povećava se za manje od 5% nakon 1400 stupnjeva.
Regulacija sadržaja sumpora u grafitnoj naftnoj koksi po temperaturi u osnovi je precizan dijalog između unosa energije i odziva materijala. Čelične tvrtke moraju pronaći optimalno rješenje u odnosu trokuta "temperatura - sadržaja sumpora - potrošnja energije" u skladu s ciljanim zahtjevima čelika.
