脫硫機(jī)理:從熱力學(xué)到動(dòng)力學(xué)的系統(tǒng)控制
硫分配比(Ls):衡量脫硫能力的核心指標(biāo)
Ls = (%S)/[S](渣中硫含量與鋼中硫含量的比值)
影響因素:堿度(CaO/SiO?)、氧勢(shì)、溫度
理想條件:高堿度(R≥3.0)、低氧勢(shì)(aO≤10??)、高溫(1550-1650℃)
脫硫反應(yīng)的熱力學(xué)條件:
反應(yīng)式:CaO + [S] + [C] → CaS + CO↑
平衡常數(shù):lgK = 4.62 + 0.003T(K)
理論脫硫極限:S≤0.001%(10ppm)
2. 動(dòng)力學(xué)控制
傳質(zhì)限制:脫硫反應(yīng)受硫在渣-金界面的傳質(zhì)控制
傳質(zhì)系數(shù):k = 0.001-0.003cm/s
影響因素:攪拌強(qiáng)度、界面面積、渣粘度
反應(yīng)速率方程:
d[S]/dt = -k·A·([S] - [S]eq)/V
其中:k為傳質(zhì)系數(shù),A為界面面積,V為鋼液體積
3. 多相反應(yīng)機(jī)制
渣-金界面反應(yīng):
硫從鋼液向渣相擴(kuò)散
在界面處與CaO反應(yīng)生成CaS
CaS向渣相內(nèi)部擴(kuò)散
氣泡-渣-金三相反應(yīng):
噴吹氣體形成氣泡
氣泡攪動(dòng)鋼液,增大界面面積
促進(jìn)硫的傳質(zhì)


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